電動自動車の熱の全体制御のためのシステム
本発明は、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室（３３）と電気部品との熱の全体制御のためのシステム（１０）に関するものである。このシステム（１０）は、システム（１０）が車両外部の電力網に接続されるとき、上記流体がカロリーまたはフリゴリーを蓄積することを可能にする加熱手段（２７）および／または冷却手段（４）に結合された熱制御流体回路（３）を含んでいる。上記流体回路は、回路と客室の空気との間の熱交換器（１１ｃ、１１ｆ）を介して、またはヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境回路（４）を使って、交互に、客室（３３）の空気にカロリーおよび／またはフリゴリーを放出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電気またはハイブリッド型の自動車の客室のための熱調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を備える自動車に関しては、電気自動車またはハイブリッド自動車は、客室内の空気の温度を調整するためのシステムを組み込んでいる必要がある。これらの調整システムは、乗客の快適さを確保し、曇り取りやガラス面の除氷といった追加機能を提供する。また電動車両は温度調節システムも組み込んでいる必要があり、温度調節システムは、充電器、コンピュータ、電子部品といったアクセサリの温度、および電気エンジンの温度（稼働時にはおおよそ２０℃を保つ必要があり、５０℃を超えてはならない）、ならびに電池の温度（さもなければ急速な再充電サイクルの間に高温まで上昇するおそれがあるはずであるが、その動作範囲は、例えば、−１０℃から３５℃までである）を調節する。
【０００３】
内燃車両の調整システムの動作は、熱として「不可避的に放散される」大量のエネルギーを使用し、このエネルギーは、電気車両では利用できず、ハイブリッド車両でさえも、熱機関が相当な期間にわたって停止される可能性があると仮定すると利用できない。
【０００４】
内燃機関を備える車両において実施される現在の解決策は、正の温度係数を有する抵抗素子（すなわち、過熱の危険を回避する自動調節抵抗器であるＰＴＣ）の使用、または熱エネルギーを発生させるための燃料バーナの使用と、客室内で冷気を発生させるための従来の空調システムとを必要とするはずである。しかし、燃料バーナには、汚染および騒音を発生し、燃料を充てんする必要があるという欠点があるのに対し、ＰＴＣ素子または従来の空調システムは電気の消費側である。さらに、加熱／冷却システムは分離されていて１年の一部の間だけしか働かず、すなわち相当なコストと、冬季（加熱燃料を充てんする可能性がある）であれ、夏季（空調システムの電力消費による車両の走行距離低減を伴う）であれ、運転者の行動の変更とが生じることを意味する。
【０００５】
現在は、例えば、ＥＰ１３０２７３１や、場合によってはＦＲ２８５００６０といった文献に記載されているような、加熱機能および空調機能を提供することができる客室温度調節装置がある。しかし、これらのシステムは依然としてエネルギーの消費側であり、したがって車両の走行距離を低減させる。
【０００６】
特許出願ＦＲ２７０９０９７は、比熱としてのエネルギーのアキュムレータを含む調節装置を提案しており、このアキュムレータは、蓄熱器としても、蓄冷器としても動作することができる。このアキュムレータは、電池を充電している間に車両外部の電力網のエネルギーを使って、例えば、予熱のために電池によって放出される熱を使って、予熱または予冷される。しかし、システムの構成はアキュムレータが、客室の空気の温度を調整するためにだけ、アキュムレータの温度が必要な熱交換を確保するのに十分な客室との温度差を示す限りにおいて使用されることしか許容しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自動車の走行距離を維持するために、特にエネルギー消費の点で自動車の客室の熱調節を改善することによってこれらの欠点を軽減することである。本発明の別の目的は、電気部品の温度制御を、その効率および寿命を向上させるように確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主題は、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室および電気部品のための熱調節システムであり、このシステムは、システムが車両外部の電力網に接続されているときに熱または冷却を蓄積することを可能にする加熱手段および／または冷却手段に結合された熱調節流体回路を備える。流体回路は、回路と客室の空気との間の熱交換器を介して、またはヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路を介して、交互に、客室の空気に熱および／または冷却を放出することができる。
【０００９】
優先的には、システムは、
−第１のポンプを供給元とし、客室に入る空気流の温度を調整するための、または電池の温度を調整するための第１の熱交換器を通る、客室のための第１の独立の熱調節流体回路と、
−第２のポンプを供給元とし、車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器を通り、エンジンの温度を調整する第２の熱交換器を通る、エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路と、
−第１の回路および／またはエンジン温度調整熱交換器に択一的に接続することができ、それ以外のときには、別個の独立の流体循環ループを形成することができる、第３の蓄熱流体回路と、
−第１の凝縮器・蒸発器を介して第３の流体回路から熱または冷却を取り込むことができ、第２の凝縮器・蒸発器を介して第１の流体回路にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路と、
−第１の流体回路に、または第３の流体回路に連結され、第３の回路の温度、または相互に接続された２つの回路の温度を摂氏数十度だけ上げるのに使用される少なくとも１つの電気発熱体と
を含む。
【００１０】
有利には、システムは、特に第１の回路と第３の回路との間の流体の交換を停止するのに使用される少なくとも３つの三方弁または３つの等価な装置であって、同時に、
−エンジン温度調整熱交換器と、第１の凝縮器・蒸発器と、第３の流体回路との間の流体の循環を確立する構成、
−車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器と第１の凝縮器・蒸発器との間の流体の循環を確立する構成であり、これら２つの要素の流体の循環が第３の流体回路から隔離される構成、または、
−車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器と、エンジン温度調整熱交換器と、第１の凝縮器・蒸発器との間の流体の循環を確立する構成であり、これら３つの要素の流体の循環が第３の流体回路から隔離される構成
を択一的に獲得するために使用される少なくとも３つの三方弁または３つの等価な装置を備える。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、弁は、第２の回路と第３の回路との間の流体の循環を遮断し、または復旧するのにも使用される。
【００１２】
第３の回路は、第１の凝縮器・蒸発器をこの回路から除外するのに使用される弁およびバイパス管路を備えていてもよく、１つまたは複数の凝縮器・蒸発器をこの回路から選択的に除外するのに使用される複数の弁および複数のバイパス管路を備えていてもよい。
【００１３】
有利には、システムは、外気温度センサ、第１の流体回路上または車両の客室内に配置された熱センサ、第２の流体回路上またはエンジン上に配置された熱センサ、および第３の流体回路上に配置された熱センサを備えていてもよい。
【００１４】
優先的には、第３の回路に含まれる流体の体積は第１の回路に含まれる流体の体積および第２の回路に含まれる流体の体積より大きい。
【００１５】
第３の流体回路は、相変態蓄熱器といった蓄熱手段との熱交換器を備えていてもよい。
【００１６】
別の態様によれば、本発明の主題は、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室および電気部品のための熱調節方法である。この方法は、加熱手段および／または冷却手段に結合された、熱調節流体のための管路の回路を備える装置によって実施される。方法は、
−車両が、特に車両の電池を再充電するために車両外部の電力網に接続されているときに、流体回路に熱または冷却を蓄積するステップと、
−次いで、最初に回路と客室の空気との間の熱交換器を介して、次にヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路を介して、流体回路から客室の空気に熱（あるいは冷却）を供給するステップと
を含む。
【００１７】
優先的には、方法を実施するために、車両は、
−第１のポンプを供給元とし、客室に入る空気流の温度を調整するための、または電池の温度を調整するための第１の熱交換器を通る、客室のための第１の独立の熱調節流体回路と、
−第２のポンプを供給元とし、車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器を通り、第２のエンジン温度調整熱交換器を通る、エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路と、
−第１の回路および／またはエンジン温度調整熱交換器に択一的に接続することができ、それ以外のときには、別個の独立の流体循環ループを形成することができる、第３の蓄熱流体回路と、
−第１の凝縮器・蒸発器を介して第３の流体回路から熱／冷却を取り込むことができ、第２の凝縮器・蒸発器を介して第１の流体回路にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路と
を備えており、方法は、
−車両を発進させる前に、車両外部の電力網のエネルギーを使用して、発熱体または環境制御回路を用いて、車両外部の空気の温度に対して第３の蓄熱流体回路の温度を上げることにより（あるいは下げることにより）、場合によっては第１の回路に連結される、第３の蓄熱流体回路に熱（あるいは冷却）を蓄積するステップと、
−車両を発進させた後で、環境制御回路を停止させ、第３の回路を第１の回路および／またはエンジン温度調整熱交換器に連結し、第３の流体回路に蓄積された熱（あるいは冷却）を、客室の温度と、これに加えて場合によってはエンジンおよび／または電池の温度とを調整するステップと、
−第３の回路の流体の温度が客室の空気の温度との差を表す最小偏差と交差するときに、第１の回路と第３の回路との間の流体循環を切り離し、ヒートポンプまたは空調システムを作動させ、最初に第１の回路または客室と第３の回路との間で、次に第１の回路または客室と第２の回路の少なくとも一部との間で、第３の回路に特有の管路の流体循環を停止させるステップと
を含む。
【００１８】
好ましい実施態様によれば、外気の温度、エンジンの熱交換器上の温度、車両の客室内の温度、および第３の流体回路の温度は、第１、第２、および第３の各流体回路がどのように接続されるべきか決定し、環境制御回路の動作モードまたは動作の欠如を決定するために相互に比較される。
【００１９】
本発明の他の目的、利点および特徴は、非限定的な例として提示され、添付の図によって例示されるいくつかの実施形態の詳細な説明を考察すれば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の冬季動作モードにおける本発明による熱調節システムを示す図である。
【図２】第２の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図３】第３の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図４】第４の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図５】第５の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図６】第１の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図７】第２の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図８】第３の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図９】第４の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図１０】第５の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図１１】第１の冬季動作モードにおける本発明による別の熱調節システムを示す図である。
【図１２】第２の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１３】第３の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１４】第４の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１５】第５の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１６】第１の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１７】第２の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１８】第３の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１９】第４の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図２０】その冬季動作モードの１つにおける本発明による第３の熱調節システムを示す図である。
【図２１】その夏季動作モードの１つにおける図２０の熱調節システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜２１において、図番の横の「雪片」（あるいは「太陽」）の絵文字は、表されている動作モードが冬季（あるいは夏季）動作モードであることを想起させるためのものである。
【００２２】
図３に示すように、本発明による熱調節システムは、環境制御回路４と、３つの独立の流体回路１、２および３とを備え、３つの回路すべてに同じ伝熱流体、例えばグリコール水溶液などが通される。環境制御回路４は、冷媒、例えば、メタンまたはエタン（フレオン）のフッ素化および／または塩素化誘導体、炭化水素、アンモニア、二酸化炭素などが通された管路の２つの半ループ２８および２９を備える。
【００２３】
慣例により、図１〜２１において、白い背景で表された管路の部分は、流体の循環が停止されている管路を概略的に表す。
【００２４】
慣例により、図１〜２１において、その幅が黒または影付きの背景（影は点線とすることができる）を有する同じ種類の流体（冷媒または伝熱流体）を搬送することのできる管路の部分は、流体が循環している管路を概略的に表す。その場合、黒い背景、または各種の影付けは、それぞれ、異なる流体温度を表すものである。しかし、異なる種類の流体を搬送する、同じ黒い背景で、または同じ種類の影付けで表される２つの管路は、必ずしも、同じ温度であるとは限らない。
【００２５】
半ループ２８と半ループ２９とは、一方の側で温度自動膨張弁９によって、他方の側で圧縮機８によって連結されており、圧縮機８には切換弁１４によって接続されている。半ループ２８は第１の凝縮器・蒸発器４１を通る。半ループ２９は第２の凝縮器・蒸発器４２を通る。回路４に沿った矢印は冷媒の循環の方向を示す。冷媒は圧縮機を、常に同じ方向で、すなわち図３の説明図の左から右へ通過する。切換弁１４の位置に応じて、冷媒は回路４を、時計回りに通過することもあり、反時計回りに通過することもある。
【００２６】
従来方式では、冷媒は、温度自動膨張弁９を通過した後で、それが次に通過する凝縮器・蒸発器、ここでは凝縮器・蒸発器４１から熱を取り込むことによって気化し、凝縮器・蒸発器４１は、冷却されるべき伝熱流体に対して冷却源として働く。圧縮機８は気化された流体を吸い込み、気化された流体がそこで熱を放出することによって凝縮する他方の半ループの凝縮器・蒸発器、ここでは凝縮器・蒸発器４２にそれを吐き出し、凝縮器・蒸発器４２は、再加熱されるべき伝熱流体に対して熱源として働く。
【００２７】
圧縮機８は、車両の電気エンジンによって駆動されてもよく、あるいは独自の電動機を備えていてもよく、あるいはハイブリッド圧縮機とすることもでき、あるいは車両の熱機関によって駆動される圧縮機とすることもできる。
【００２８】
第１の独立の流体回路１は、逆止弁２６を介して凝縮器・蒸発器４２に向けて流体を送るポンプ５を備える。凝縮器・蒸発器４２を通過した後で、伝熱流体は、三方弁１５を通って加熱枝路１ｃへ向かい、または冷却枝路１ｆへ向かう。次いで枝路１ｃおよび１ｆは合流して伝熱流体をポンプ５に導く。回路１の管路に沿って配置された矢印は伝熱流体の循環の方向を示す。各枝路１ｃおよび１ｆはそれぞれ、熱交換器１１ｅおよび１１ｆを含み、熱交換器１１ｅおよび１１ｆはどちらも、車両の客室３３内に位置し、熱、あるいは冷却を、伝熱流体回路１から客室の空気に転移させるのに使用される。回路１と客室の空気との間の熱交換器を改善するために、ファン２５を使って、熱交換器１１ｅおよび１１ｆを介して客室から空気が引き込まれる。
【００２９】
加熱と冷却のために２つの別々の交換器を使用することにより、前に客室を冷却するために使用されており、その上で水が凝縮している交換器に熱い伝熱流体が送り込まれる場合に特に発生し得る窓の曇りの問題を限定することが可能になる。
【００３０】
図３の構成において、環境制御回路４のための熱源として働く凝縮器・蒸発器４２は、伝熱流体に熱を転移し、電熱流体は次いで客室の空気を再加熱するために熱交換器１１ｅに熱を転移する。回路１の経路上には、凝縮器・蒸発器４２によって提供される熱に加えて、またはこれとは独立に、この回路の伝熱流体を再加熱することができるように、ＰＴＣ発熱体２７が配置されている。このＰＴＣ素子は図３においては作動していない。ＰＴＣ素子は、異なる実施形態によれば、別の加熱装置で、例えばヒートポンプ（不図示）などで置き換えられてもよい。第２の熱調節回路２は、電気エンジン、例えば車両を推進するのに使用され、かつ／または、別の異なる実施形態によれば、他の任意の電気もしくは電子構成部品（充電器、蓄電池、電力電子部品）の温度を調整するのに使用される熱交換器１２に三方弁１８を介して伝熱流体を送るポンプ７を備える。
【００３１】
伝熱流体は次いでこの熱交換器１２から放熱器１３へと方向付けけられ、放熱器１３は、伝熱流体とこの放熱器を通過する空気との間の熱交換器、放熱器に空気を引き込むためのファン２４、および放熱器を通過する空気流を制限し、それによって車両の空気力学を改善するためのシャッタシステム３０を備える。
【００３２】
第３の熱調節回路３は、熱または冷却を環境制御回路４と交換するための凝縮器・蒸発器４１を介して伝熱流体を送るポンプ６を備える。
【００３３】
凝縮器・蒸発器４１を通過した後で、伝熱流体は、三方弁１７を、次いで三方弁１６を通り、ポンプ６へと再注入される。バイパス管路３１は、弁３２によって開閉することができ、ポンプ６を通さずに、または凝縮器・蒸発器４１を通さずに、伝熱流体をポンプ６の上流から２つの三方弁１６と１７との間に位置する１点まで直接導くのに使用することができる。
【００３４】
調節回路２および３においては、調節回路１の場合と同様に、伝熱流体の循環の方向は管路に沿って配置された矢印によって示されている。回路３の三方弁１６と回路１の凝縮器・蒸発器４２の上流側との間には管路１９が配置されている。
【００３５】
よって、三方弁１６の構成に応じて、この弁１６の上流から到達する伝熱流体は、ポンプ６に直接方向付けられるか、凝縮器・蒸発器４２により、三方弁１５と、２つの熱交換器１１ｅまたは１１ｆのうちの１つとを経て、最終的にポンプ６に還流する前に、回路１の枝路１ｃと枝路１ｆの下流に配置され、ポンプ５の上流側とポンプ６の上流側の間に配置された管路２０を通って方向付けられる。
【００３６】
三方弁１６と管路２０との間の回路３上には、異なる伝熱流体回路間の流体流量の平衡化を確保するために、断面絞り部（ｓｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）２１が配置されていてもよい。
【００３７】
回路３の三方弁１７と回路２の三方弁１８との間には管路２２が配置されている。この管路は、凝縮器・蒸発器４１からの伝熱流体の全部または一部が、電気エンジンの温度を調整するのに使用される熱交換器１２に向かって流れることを可能にする。
【００３８】
管路２３は、電気エンジンの熱交換器１２の下流側を回路３のポンプ６の上流側に連結する。この管路２３は、エンジンの熱交換器１２から来る伝熱流体の全部または一部がポンプ６を流れることを可能にする。図３に描かれている構成において、三方弁１６、１７および１８は、管路１９内にも管路２２内にも伝熱流体も循環させないように設定されている。次いで、伝熱流体の独立の循環が、管路２０および２３内に伝熱流体を通さずに、またはその最小限の通過しか伴わずに、回路１、２および３のそれぞれについて確立される。
【００３９】
実際には、管路２０および２３内の流体は、回路１と回路３との間を、あるいは回路２と回路３との間を流れるため、例えば、回路３内に存在する液体の総量を増大させる傾向が生じるはずであり、これは、この回路の構成によっても、液体の非圧縮性によっても許容されない。
【００４０】
図３の構成において、熱調節回路２は、電気エンジンであれそれ以外であれ、エンジンのための従来の冷却回路として動作し、ポンプ７は、エンジン調整熱交換器１２と、エンジン外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器１３とにおいて、連続して伝熱流体を循環させる。したがって、エンジンにより交換器１２内の伝熱流体に放出される熱は、次いで、伝熱流体によって、放熱器１３においてファン２４により引き込まれる外気に放出することができる。放熱器のシャッタ３０は開いている。
【００４１】
回路１は加熱回路として動作し、凝縮器・蒸発器４２からの熱、および場合によってはＰＴＣ抵抗器２７である２つの熱源からの熱を、ファン２５によって引き込まれる客室３３の空気が通過する熱交換器１１ｅに導く。図３の例示的実施形態においてＰＴＣ２７は作動していない。回路１の伝熱流体はポンプ５によって推進される。
【００４２】
調節回路３は、図３では、凝縮器・蒸発器４１を通る冷却源として働き、環境制御回路４により調節回路３から取り込まれる熱は次いで凝縮器・蒸発器４２において回路１に放出される。環境制御回路４はしたがってヒートポンプとして動作する。そのようなヒートポンプの効率は、冷却源、すなわち回路３を通る伝熱流体の温度と、熱源、すなわち回路１を通る伝熱流体の温度との温度差が小さいときにはいっそう有利である。
【００４３】
次に、図１〜１０を参照して、図３の調節システム１０の異なる動作モードを説明する。図１〜１０は図３と共通の要素を含み、その場合同じ要素には同じ参照符号が付いている。
【００４４】
図１に描かれている動作モードにおいて、車両（不図示）は、電池（不図示）に再充電するために、外部電力網（不図示）に接続されている。また電力網のエネルギーは、ＰＴＣ抵抗器２７によって回路１の伝熱流体の温度を上げるのにも使用される。弁１６および１７は、回路１および回路３を回路２から隔離することにより回路１と回路３とを相互接続するように設定されている。したがって伝熱流体は回路１、３と管路１９および２０とを循環する。
【００４５】
環境制御回路４は作動しておらず、回路２およびそのポンプ７も同様である。弁１５は、伝熱流体が熱交換器１１ｅに送り込まれ、伝熱流体の循環が交換器１１ｆにおいて停止されるように設定されている。伝熱流体の循環はポンプ５および／またはポンプ６によって確保される。ＰＴＣ抵抗器によって発生し、交換器１１ｅを通る伝熱流体によって伝えられる熱は、ファン２５を作動させることにより客室の温度を上げるのに使用される。所望の客室温度が得られた後で、ファン２５を停止し、かつ／または客室の温度をその設定値に維持するための時間間隔で再始動することができる。この時間の間、回路１および３に含まれる伝熱流体の温度は、例えば、液体の沸点温度によって、かつ／または管路の耐熱性によって決定される温度までＰＴＣ素子によって引き続き再加熱される。伝熱流体の高い比熱と、回路１および３、特に回路３に含まれる液体の結果的に生じる体積とのおかげで、ある量のエネルギーがこのように比熱として蓄積され、この比熱は、客室を加熱するために電池から取り込まれなくてもよい。回路３は、伝熱流体のタンク（不図示）、すなわち、所与の長さの直線部分において、回路のいくつかの同等の長さの管路と同等の分を局所的に貯蔵するための貯蔵体積を備えていてもよい。このタンクは断熱されていてもよい。そのようなタンクを加えることにより、回路３の液体の総量を増大させることが可能になる。タンクの外表面の断熱により、少ない断熱表面積で、液体の単位体積当たりの液体の熱損失を十分に制限することが可能になる。また、回路３の、またはその他の伝熱流体回路の管路のある一定の部分も断熱されてもよい。
【００４６】
熱調節システム１０の温度が、例えば、図１に対応する動作モードに従って、予備調整された後で、車両は、外部電力網から切断することができ、熱調節システム１０を図２に対応する構成に配置することにより発車することができる。この構成では、図３の構成の場合と同様に、調節回路２は独立の回路として動作し、ポンプ７は伝熱流体を電気エンジン調整交換器１２に通し、次いで、開いたシャッタ３０を介してファン２４によって引き込まれる外気によって冷却された放熱器１３に通す。
【００４７】
図２において環境制御回路４は停止されている。三方弁１５は、伝熱流体を、回路１の枝路１ｃに送り込み、客室を加熱するための熱交換器１１ｅに通すように設定されている。ＰＴＣ抵抗器２７は停止されている。三方弁１６は、伝熱流体による管路１９の通過を可能にし、伝熱流体による絞り部２１の循環を停止するように設定されている。よって調節回路１および３は相互接続されており、伝熱流体の循環はポンプ５および６によって確保されている。２つのポンプのうちの１つだけでの流体の循環の確保を想定することも可能なはずである。よって回路１および３に含まれる伝熱流体は、熱交換器１１ｅを介して客室の空気に、蓄積された熱エネルギーを徐々に放出することができる。また絞り部２１を通過する回路３の枝路に蓄積される熱を利用するために、調節システムによって決定される時間間隔により、この枝路の液体を循環させるために三方弁１６の設定を変化させることも可能である。
【００４８】
この構成では、客室３３の温度を調整するために消費される電気エネルギーは、１つまたは複数のポンプ５、６を作動させるのに必要なエネルギーと、これに加えて場合によってはファン２５を作動させるのに必要な電気エネルギーだけである。
【００４９】
客室との熱交換の強度は、例えば、ポンプ５および６によって交換器１１ｅを通る伝熱流体の流量を変更することにより、また、ファン２５によってこの同じ交換器を通る空気流を変更することにより調節することができる。この動作モードは、伝熱流体の温度が、客室の空気の所望の温度に、伝熱流体と客室の空気との間の熱交換が十分な速度で行われ、客室の空気の冷却をもたらすその他の熱損失が補償されることを可能にするのに必要とされるある一定の温度差を加えたものより大きいままの状態である限り、維持することができる。
【００５０】
伝熱流体の温度が客室の空気の温度に近づきすぎるときに、伝熱流体の温度がこの客室の空気の温度よりわずかに低くなると、熱調節システム１０を、図３に対応する動作モードに従って作動させることができる。
【００５１】
この図３の構成において、ＰＴＣ抵抗器２７は非作動状態のままであり、調節回路２は、放熱器１３によって電気エンジンを冷却するために独立に動作し続ける。冷却回路４は作動しており、切換弁１４は、凝縮器・蒸発器４１が冷却源として動作し、凝縮器・蒸発器４２が熱源として動作するように設定されている。三方弁１５は常に、伝熱流体を、回路１の枝路１ｃおよび客室を加熱するための熱交換器１１ｅに通すように設定されている。三方弁１６は、伝熱流体による管路１９の通過を妨げるように設定されている。したがって調節回路１および３は、切り離された状態で、すなわち、２つの回路間の伝熱流体の交換を生じずに動作する。回路１内の流体の循環はポンプ５によって確保され、回路３内の液体の循環はポンプ６によって確保される。
【００５２】
ファン２５は、必要に応じて、回路１の伝熱流体と客室の空気との間の熱交換を増大させるように作動され得る。空調回路４は、ここでは、ヒートポンプとして動作し、回路３の伝熱流体から熱を取り込みその熱を回路１の伝熱流体に転移させる。回路３の液体の温度は、この段階においては外気の温度より高く、回路２の温度より高いままであるため、回路４からなるヒートポンプの効率および性能は、冷却源が外気であり、または電気エンジンの冷却回路２であるはずのヒートポンプの効率および性能より有利な状態にとどまる。よって、客室の空気を十分なレベルに維持し続けるのに必要とされる電力消費は限られた量のものである。さらに、ヒートポンプは、前述の構成においては、非常に低い外部温度の場合でさえも、すなわち、その冷却源が外気であり、または回路２であるはずのヒートポンプがもはや十分ではなくなり、追加のＰＴＣ抵抗器が必要になるはずの温度でさえも、客室の加熱を確保することを可能にする。この場合は、ＰＴＣ抵抗器の効率はヒートポンプの効率と比べて大幅に不利である。回路３上にＰＴＣ（ＰＴＣ抵抗器）を備えるはずの様々な実施形態を想定することができ、このＰＴＣは回路３の伝熱流体の漸進的冷却を減速するのに使用される。そのような回路３上のＰＴＣは、回路１のＰＴＣ２７と置き換え、図１に描かれている予熱ステップに使用することができる。また、２つのＰＴＣ、すなわち、回路１上のＰＴＣ２７と回路３上の第２のＰＴＣがある異なる実施形態を想定することも可能であり、第２のＰＴＣは、図３の構成における回路３の温度を維持するのに低電力のＰＴＣで済ませることを可能にする。
【００５３】
図４に、図３の冬季動作モードと同様の、例えば、図３の冬季動作モードに続いて適用することのできる冬季動作モードを示す。図４において、三方弁１７および１８は、管路２２および２３における伝熱流体の循環を可能にし、放熱器１３から到達する流体の循環を阻止するように設定されている。ポンプ７は作動されておらず、ファン２４も同様である。シャッタ３０は、場合によっては、車両の空気力学を向上させるために閉じられていてもよい。調節回路１および３は、伝熱流体を交換しない２つの独立の回路として動作し続ける。電気エンジン温度調整熱交換器１２は、調節回路３に接続されている。この構成は、回路３の伝熱流体の温度が、交換器１２によって冷却される電気エンジンの十分な冷却を確保するのに十分な低さになったときに推奨される。この構成により、電気エンジンから回復される熱を、環境制御回路４によって活用することができる。よって、環境制御回路の冷却源と熱源との温度差は制限され、上記環境制御回路の効率が改善される。
【００５４】
図５に、回路３の伝熱流体の温度がある一定の閾値未満まで低下した後で、例えば、図３または図４の種類の熱調節システム１０の構成を経た後に用いることができる、図１〜４の熱調節システム１０の別の構成を示す。図５の構成において、調節回路１は、図３および４の構成の場合と同様に独立の回路として動作し続ける。ＰＴＣ抵抗器２７は作動しておらず、伝熱流体は熱交換器１１ｅを通り、ファン２５は、伝熱流体と客室３３の空気との間の熱交換の所望の度合いに従って速度制御することができる。環境制御回路４は、冷却源として働く凝縮器・蒸発器４１と熱源として働く凝縮器・蒸発器４２との間でヒートポンプとして動作し続ける。調節回路３は停止されている。すなわち、三方弁１６および１７は、ポンプ６と凝縮器・蒸発器４１とを含む回路３の枝路においてのみ伝熱流体の通過を可能にするように構成されている。三方弁１７および１８は、この枝路の循環を調節回路２の伝熱流体の循環と結合するように構成されている。その場合調節回路２は、ポンプ７と、電気エンジン調整熱交換器１２と、放熱器１３と、ポンプ６と、凝縮器・蒸発器４１とを備える。
【００５５】
２つのポンプ６および７のうちの一方だけを使用してこの回路内の伝熱流体を推進することを想定することも可能である。
【００５６】
図５の構成では、図４の構成の場合と同様に、電気エンジンによって放出される熱は、環境制御回路４を構成するヒートポンプの効率を改善するのに使用される。図４の構成と比べて、電気エンジンからの熱によって再加熱される伝熱流体の体積はより小さく、そのため、エンジンからの熱を、例えば、回路３の体積に対応する伝熱流体の体積に対して分配することにより得られるはずの温度より高い温度まで回路２の伝熱流体を再加熱することが可能になる。しかし、回路２の温度は、電気エンジンの最大動作温度によって決定される最大レベルより下に維持されなければならない。回路のこの温度が高くなりすぎるときには、ファン２４を作動させ、シャッタ３０を開くことができる。しかし、この温度が十分に低い場合には、シャッタ３０を閉じ、ファン２４を停止することが可能であり、それによって、環境制御回路４の動作に好都合な電気エンジンによって放出される最大量の熱を回復することが可能になる。また、後者の場合には、三方弁１８を作動させて放熱器１３およびポンプ７における伝熱流体の循環を妨げることも可能である。その場合回路２の伝熱流体は、ポンプ６によって推進される交換器１２および４１においてのみ循環する。
【００５７】
図６に、車両が停止され、その電池に再充電するために外部電力網に接続されるとき、および（例えば夏季における）外部温度が、乗客が客室において求める温度より高いときの熱調節システム１０の可能な動作モードを示す。三方弁１５は、今度は、回路１の伝熱流体を枝路１ｆと、客室３３を冷却するための熱交換器１１ｆに通すように設定されている。三方弁１６は、図１の構成と同じ構成にあり、よって、管路１９および２０を通る調節回路１と調節回路３の間の結合を実現する。バイパス回路３１の弁３２は、図１〜５では閉じられていたが、ここでは開いており、回路１から三方弁１６を通ってバイパス回路３１に至る伝熱流体の到来を可能にする。三方弁１７は図５の場合と同じ構成にあり、それによって、回路３のポンプ６および凝縮器・蒸発器４１を含む枝路が除外され、他方、この枝路が調節回路２に結合される。三方弁１８は、凝縮器・蒸発器４１から放熱器１３への循環を可能にするが、電気エンジン調整熱交換器１２への伝熱流体の循環を妨げるように設定されている。
【００５８】
回路２における伝熱流体の循環は、例えば、ポンプ６によって確保することができ、ポンプ７は停止されている。放熱器のシャッタ３０は開いており、ファン２４は、放熱器１３を通過する外気の流れによる回路１の伝熱流体の冷却を可能にするように作動される。環境制御回路４は空調モードで動作する。すなわち、切換弁１４は、凝縮器・蒸発器４２を冷却源として、凝縮器・蒸発器４１を熱源として使用するように設定されている。したがって環境制御回路４は、結合された回路１および３から熱を取り込み、この熱を回路２に放出し、この熱が回路２の温度を上げる。ファン２５は、最初は客室の空気が乗客によって求められる温度に下がるまで作動させ、次いで、少なくともある時間間隔にわたって切断することができ、一方環境制御回路４は、２つの結合された回路１および３の温度が、伝熱流体の濃縮および／または管路の耐冷性の危険が許容する最小温度まで降下するまで作動され続ける。よって、回路３を循環し、場合によっては回路３の貯蔵タンク（不図示）においても循環する伝熱流体には最大限の冷却が蓄積される。
【００５９】
この最小温度に到達した後で、ファン２４およびポンプ６は、回路２の温度を周囲空気の温度に近い値に戻すために、少しの間作動させ続けることができる。これらの動作の後には、２つのループ１および３上に冷却が蓄積されており、この冷却は、車両が走行しているときに、車両の電池からエネルギーを取り込まずに、客室を冷却し、また場合によっては電気部品を冷却するために使用することができる。
【００６０】
図７に、図２の動作モードと比較的類似した動作モード、すなわち、調節回路２が交換器１２によって電気エンジンを冷却するように独立に動作し、伝熱流体が連続してポンプ７、熱交換器１２および放熱器１３を通り、シャッタ３０が開いており、ファン２４がエンジンの冷却の必要に従って作動され得る動作モードが描かれている。三方弁１６は、この場合もやはり、管路１９および２０を介して回路１および３の伝熱流体の循環を結合するように構成されている。三方弁１５は、伝熱流体を、回路１の枝路１ｆおよび客室の空気を冷却するための熱交換器１１ｆに通すように構成されている。ファン２５は、客室の空気の冷却の必要に応じて、作動させることも停止することもできる。弁３２ならびに三方弁１７および１８は、回路３のポンプ６および凝縮器・蒸発器４１を備える枝路を除外し、他方、バイパス回路３１を通る伝熱流体の循環を可能にするように設定されている。図７に従った動作の変形を想定することも可能であり、それらの変形は、バイパス回路３１を通るのではなく、ポンプ７および凝縮器・蒸発器４１を備えるこの枝路における伝熱流体の通過を可能にするはずであることに留意すべきである。同様に、図２に従った変形動作モードを想定することも可能であり、この動作モードでは、回路３の伝熱流体は、ポンプ６および凝縮器・蒸発器４１を通るのではなく、バイパス回路３１を通るはずである。環境制御回路４は停止されている。客室の空気の冷却は、熱交換器１１ｆを介して回路１および３の伝熱流体によって放出される冷却によって確保され、これらの熱交換の強度は、一方ではポンプ５によって強いられる伝熱流体の流量を変更することによって、他方ではファン２５によって交換器１１ｆを通る空気の流量を変更することによって調節することができる。
【００６１】
したがって、この動作モードでは、客室の空気の適切な温度を保つのに、ポンプ５およびファン２５を作動させるために必要とされる電気エネルギーさえあればよい。
【００６２】
図８に、夏季に、回路１および３の伝熱流体の温度がまだ客室の空気の冷却を確保するのに十分なほど低く、外気が、調節回路２によって、電気エンジンの（および／または、変形形態によれば、エンジンのアクセサリ（充電器、電子部品）および／または電池の）十分な冷却を確保するには高すぎる温度であるときに使用することができる熱調節システム１０の動作モードを示す。
【００６３】
図８の構成は、バイパス回路３１の弁３２が閉じられており、三方弁１７および１８が、電気エンジン温度調整熱交換器１２内の回路３の流体の通過を可能にするように設定されているという点で、図７の構成と異なる。したがって、回路１および３の伝熱流体に蓄積された冷却は、一部は交換器１１ｆにおいて客室の空気に、一部は交換器１２において電気エンジンに放出される。
【００６４】
図９に熱調節システム１０の夏季動作モードを示す。この夏季動作モードは大体において図３に描かれている冬季動作モードと同様である。調節回路２は独立の回路として動作し、ポンプ７は、伝熱流体を推進して内燃機関調整交換器１２に通し、次いでファン２４によって引き込まれる外気が通過する放熱器１３に通す。三方弁１６および１７は、回路１と回路３とに別々の伝熱流体の循環を強いるように設定されている。回路３において弁３２は閉じられている。図３の場合と異なり、三方弁１５は、伝熱流体に、回路１の枝路１ｆと、客室の空気を冷却するための交換器１１ｆとを通過させる設定にある。
【００６５】
ポンプ５、６、および７はそれぞれ、調節回路１、３および２のうちの１つにおける伝熱流体の循環を確保する。切換弁１４は図３の設定とは逆の設定にあり、そのため、凝縮器・蒸発器４１を環境制御回路４のための熱源として動作させ、凝縮器・蒸発器４２をこの環境制御回路４のための冷却源として動作させる。したがって環境制御回路４は、客室の空気を冷却するための従来の空調システムとして動作するが、この空調回路は、外気の温度よりは高くない温度の熱源を有し、そのため、回路の効率を改善し、電力消費を低減することが可能になる。
【００６６】
この動作モードは、図６の動作モードに従って回路１および３に冷却を蓄積した後で、回路１および３の伝熱流体が徐々に、客室の空気の温度に近すぎる温度まで、または客室の空気の温度より高い温度にまでさえ再加熱されており、同時に依然として車両外部の空気の温度より低温のままであるときに有益である。その場合図９に描かれている動作モードは、環境制御回路４を空調システムとして使用することを可能にし、この空調システムが熱源として外気を使用する場合よりも有利な効率を伴う。
【００６７】
図１０に、車両が暑い夏の日に走行しており、図６〜９の動作モードを使用した後で、回路３の伝熱流体の温度が回路２の伝熱流体の温度と同程度になっている、すなわち、回路３の伝熱流体の温度は依然として回路２の伝熱流体の温度より下であるが、これら２つの温度の差は偏差閾値を下回るときに実施することができる熱調節システム１０の別の動作モードを示す。図１０の動作モードは、切換弁１４が、回路４の冷媒を、凝縮器・蒸発器４１を熱源として使用し、凝縮器・蒸発器４２を冷却源として使用するように循環させる設定にあること、および三方弁１５が、伝熱流体を枝路１ｃに送り込むのではなく、回路１の伝熱流体を枝路１ｆと熱交換器１１ｆとに送り込むように設定されていることを除いては、図５に描かれている冬季動作モードとほとんど同一である。
【００６８】
他方、回路２の伝熱流体に対して課せられるべき温度が電気エンジンの冷却要件と冷却回路４の効率とのトレードオフの結果であった図５の動作モードとは対照的に、図１０の動作モードの場合には、回路２の伝熱流体の温度を可能な限り低い温度レベルに維持することに利益が生じる。したがって放熱器１３のシャッタ３０は常に開いたままである。ファン２４を動作させるか否かの選択を、このファンによって発生する電力消費が環境制御回路４上で得られる効率の利得によって補償されるか否かに応じて、また電気エンジンの冷却要件に応じて行うことができる。
【００６９】
調節回路３は停止されており、そのため、この回路内で伝熱流体を循環させるのに必要なポンプ６のエネルギーの節約が生じる。
【００７０】
図１１〜２０に、環境制御回路４が切換弁を備えない本発明の別の実施形態を示す。したがって冷媒は、この環境制御回路の管路においては常に同じ方向に循環する。他方、この環境制御回路４は、２つではなく、４つの熱交換器４０、４２ｂ、４３および４１を備え、２つの膨張弁９ａ、９ｂと、２つのバイパス管路５６および５９とを備える。これらのバイパス管路５６および５９は、それぞれ、三方弁４５および５４によって開閉させることができ、冷媒を２つの膨張弁９ｂ、９ａの一方または他方に迂回させて、少なくとも２つの熱交換器、この場合には熱交換器４１、４３を冷却源と熱源として択一的に動作させることができる。
【００７１】
図１３に示すように、熱調節システム１０は、圧縮機８が設けられた環境制御回路４を備える。圧縮機８は冷媒を、まず、熱交換器４２ｂ、膨張弁９ｂおよび三方弁４５を通る回路５５の第１の部分に送り込む。三方弁４５の位置に応じて、冷媒は、まず交換器４２ｂを、次いで膨張弁９ｂを通るか、またはまず交換器４２ｂを通り、次いで膨張弁９ｂを迂回して三方弁４５に達するバイパス管路５６を通る。次いで冷媒は回路の第２の部分５７を通り、熱交換器４３および熱交換器４１、次いで三方弁５４を連続して通る。三方弁５４の位置に応じて、その場合冷媒は、バイパス部分５９を通って圧縮機８に直接戻ることもでき、回路の第３の部分５８を通り、膨張弁９ａ、次いで熱交換器４０を連続して通った後で圧縮機８に戻ることもできる。熱交換器４０は、回路４の冷媒とファン２５によって交換器４０を介して引き込まれる客室の空気との間の熱交換を可能にするために車両の客室３３内に配置されている。熱交換器４３は、車両の客室３３の外部に配置されており、車両の前進運動によりこの交換器を介して引き込まれ、かつ／またはファン２４によって引き込まれる車両外部の空気と接している。交換器４１および４２ｂは、環境制御回路４の冷媒と熱調節システム１０の他の管路内を循環する伝熱流体との間の熱交換を可能にするように、客室３３の外部に配置されている。熱調節システム１０は、その中を同じ伝熱流体が循環することのできる相互に接続された管路１ａ、１ｂ、１ｃ；３ａ、３ｂ、３ｃ；２ａ、２ｂ；５１ａ、５１ｂ、５１ｃ；５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５２３からなる組部品を備える。管路１ａは客室３３を通り、客室３３において管路１ａは熱交換器１１ｅを通り、管路内を循環する伝熱流体とファン２５によって交換器１１ｅを介して引き込まれる客室の空気との間で熱が交換されることを可能にする。
【００７２】
またこの管路１ａ上には、伝熱流体を再加熱するのに使用されるＰＴＣ抵抗器２７も配置されている。ＰＴＣ抵抗器２７は客室３３の外部に位置していても内部に位置していてもよい。また管路１ａは熱交換器４２ｂも通り、管路１ａを通る伝熱流体と環境制御回路４の冷媒との間で熱が交換されることを可能にする。熱交換器４２ｂは客室３３の外部に位置する。管路１ｂはポンプ５を備え、ポンプ５は熱交換器４２ａを通して伝熱流体を送り、この管路を通る伝熱流体と環境制御回路４の冷媒との間で熱が交換されることを可能にする。管路１ｂは、交換器４２ａと４２ｂとの間に位置する三方弁４４において管路１ａと再合流する。管路１ａおよび１ｂは、三方弁４４とは反対側のそれらの端部において相互に接続されており、他の３つの管路５１ａ、５２ａ、および５３ａに接続されている。三方弁４４は、管路１ａ、１ｂおよび５１ｂのうちの２つまたは３つの端部を接続するのに使用することができる。管路３ａは、弁３２ａによって開閉することができ、管路５１ｂをその入口のところで三方弁４４と、ポンプ５の上流側とに連結する。管路５１ｂは三方弁４４と三方弁４９とを連結し、三方弁４９は管路５１ｂ、２ｂおよび３ｃの端部を接続する。管路２ｂは、伝熱流体を推進して、三方弁４９から、やはり管路２ｂに沿って位置する熱交換放熱器１３まで送ることができるポンプ７を含む。放熱器１３は、管路２ｂの伝熱流体とファン２４によって放熱器１３を介して引き込まれる車両外部の空気との間の熱交換を可能にする。放熱器１３は、車両の空気力学を改善するために、放熱器を通る空気流を防ぐことを可能にする向き付け可能なシャッタ３０を備えることができる。管路３ｃは三方弁４９に向けて伝熱流体を推進することができるポンプ６を備える。この管路３ｃ上には、この管路を通る伝熱流体を再加熱するのに使用されるＰＴＣ抵抗器２７ａが配置されている。
【００７３】
ＰＴＣ抵抗器２７ａの下流では、管路３ｃが熱交換器４１を通り、この管路を通る伝熱流体と環境制御回路４の冷媒との間で熱が交換されることを可能にする。管路３ｃは、ポンプ６に対してその上流側端部において、管路５３ａによって、ポンプ５の上流の管路１ｂに連結されている。管路２ｂは、ポンプ７に対してその上流側端部において、管路５２ａによって、ポンプ５の上流の管路１ｂの端部に連結されている。管路３ｂは、管路２ｂのポンプ７に対する上流側端部と管路５１ｂとを連結する。管路３ｂ内の伝熱流体の循環は、弁３２ｂによって停止し、または使用可能にすることができる。管路５２ａおよび５３ａは、中継管路６０によって、大体その中間において連結されている。管路５１ａは、順に、（ポンプ７と放熱器１３とに対する）管路２ｂの下流側端部、三方弁４９と反対側の管路３ｂの端部、三方弁４４と反対側の管路３ａの端部、および管路１ｂのポンプ５に対する上流側端部を連結する。この管路５１ａ上には、数リットルの量の伝熱流体を含むことができるタンク５０が配置されていてもよく、それによって伝熱流体は、管路５１ａを循環するときにタンク５０を通る。有利には、このタンクは、タンクに含まれる伝熱流体とタンクの外部の伝熱流体との間の熱交換を回避するようにその外表面が断熱され、また反対に、タンクを出入りする伝熱流体とタンク内に存在する伝熱流体との間の熱交換を促進するように配置される。
【００７４】
管路２ａは、バイパス部分６０とポンプ５の上流側との間で管路５２ａに接続されている。この管路２ａは、電気エンジンの温度を調整することを可能にする熱交換器１２を通り、管路５２ａと反対側のその端部において三方弁４７と再結合する。管路１ｃはバイパス区間６０とポンプ５の上流側との間で管路５３ａに接続されている。その他方の端部において管路１ｃは三方弁４６に再結合する。管路１ｃは、車両の電源電池の温度を調整することを可能にする熱交換器１１ｆを通る。管路５１ｃは三方弁４４と三方弁４６とを連結する。管路５３ｂは三方弁４４と三方弁４７とを連結する。熱交換器４１と三方弁４９との間には、三方弁４８が第１の経路によって管路３ｃに連結されている。この三方弁４８は、第２の経路において、管路５２ｂを通って、ポンプ７と三方弁４９との間で管路２ｂに連結されている。またこの三方弁４８は、その第３の経路において、同時に三方弁４６の入口と三方弁４７の入口にも接続されている。
【００７５】
図１１に、車両がその電池を再充電するために外部電力網に接続されおり、例えば冬季などに、外部温度が客室内で求められる温度より低いときに実施可能な、図１３の熱調節システムの動作モードを示す。この構成において、環境制御回路４は作動されており、三方弁４５および５４は冷媒を、熱交換器４０にも、凝縮器・蒸発器４２ａを通しても、膨張弁９ａを通しても送らず、他方、冷媒が膨張弁９ｂを通るように設定されている。この構成において、熱交換器４３は環境制御回路４のための冷却源として動作し、交換器４２ｂはこの同じ環境制御回路のための熱源として動作する。回路４の冷媒は圧縮機８を通り、次いで液化されることにより凝縮器・蒸発器４２ｂに熱を放出し、冷媒を蒸発させることによりその圧力を低減する膨張弁９ｂを通り、次いで凝縮器・蒸発器４３を通り、そこで、ファン２４によって引き込まれる外気から熱を取り込むことによって気化され、次いで凝縮器・蒸発器４１を通り、管路３ｃを通る伝熱流体からさらに多くの熱を取り込み、三方弁５４を通って圧縮機８に戻る。ポンプ７は作動していない。弁３２ａおよび３２ｂは閉じられている。三方弁４４、４６、４７、４８、４９は、伝熱流体が管路５１ｂ、１ｂ、５１ａ、３ｃおよび１ａのみを通るように設定されている。これらの管路からなる回路は２つのループ、すなわち、枝路１ａと枝路１ｂとによって形成され、ループ内の流体の循環が基本的にポンプ５によって確保される第１のループと、枝路１ａ、５１ａ、３ｃおよび５１ｂからなり、ループ内の伝熱流体の循環が基本的にポンプ６によって確保される第２のループとを備える。この二重ループ内の液体を推進するのに２つのポンプ５および６のうちの一方だけを使用することを想定することも可能である。この二重ループを通る伝熱流体は、車両外部の空気から環境制御回路４によって取り込まれる熱によって凝縮器・蒸発器４２ｂにおいて再加熱される。またこの伝熱流体は、ヒートポンプ回路４と並列にＰＴＣ抵抗器２７を動作させることによって再加熱することもできる。ファン２５が客室３３の空気を引き込むための熱交換器１１ｅを通ることにより、伝熱流体は、客室の空気の温度を、車両の発車のために求められるレベルまで上げるのに使用され得る。ヒートポンプとして動作する環境制御回路４によってこのように取り込まれる熱は、二重ループを通る伝熱流体に蓄積され、これは特にタンク５０に含まれる伝熱流体の体積を構成する。ファン２５を停止した後で、伝熱流体の温度を、例えば、伝熱流体の沸点温度によって、あるいは抵抗器および管路によって決定される望ましい最大値まで上げることができる。例えば、環境制御回路４を停止し、伝熱流体を図１１の場合と同じ管路において循環させ、ＰＴＣ抵抗器２７だけを作動させることによる、冬季に電池を再充電するときの熱調節システム１０のための別の予備調整モードを想定することもできる。
【００７６】
図１２に、車両を発進させた後で、図１１に描かれているような予備調整ステップに続いて使用することができる、図１３の調節システム１０の別の動作モードを示す。図１２において、環境制御回路４は停止されている。管路１ａ、５１ａ、３ｂ、５１ｂおよび１ｂからなる、伝熱流体が中を循環する二重ループは、ポンプ５および６によって図１１の場合と同様に引き続き作動され、ファン２５は客室３３の空気を再加熱する必要に従って作動される。この二重ループに、特にタンク５０に蓄積される熱は、客室３３の空気を再加熱するために熱交換器１１ｅによって徐々に放出される。二重ループ内の循環とは独立の伝熱流体の第２の循環がポンプ７によって確保され、ポンプ７は伝熱流体を、ファン２４によって引き込まれる車両外部の空気が通過する放熱器１３を通して送り、次いで管路１ｃおよび２ａを通し、それによって、熱交換器１１ｆおよび熱交換器１２を通って電池と車両の電気エンジンとを同時に冷却するようにする。三方弁４６、４７、４８および４９は、交換器１１ｆおよび１２を通過した伝熱流体を、次いでポンプ７の方へ再度方向付けるように設定されている。例えば、管路５２ａおよび管路５３ａ上の、これらの管路が管路１ｂに再合流する箇所に、断面絞り部を配置し、それによって、枝路１ａ、１ｂおよび３ｃによって範囲が定められる蓄積二重ループにおいて、枝路１ｃ、２ａおよび２ｂによって範囲が定められる冷却回路からの伝熱流体の漏れの危険が制限されるようにすることもできる。これらの絞り部が正しく較正されており、三方弁４６、４７、４８および４９が適切な設定にある場合、２つの独立の循環が、図１２に示すように、一方では蓄熱二重ループとして、他方では冷却回路として確立される。
【００７７】
図１３に、調節システム１０が図１１および１２の動作モードを経た後で、蓄熱二重ループの伝熱流体の温度が閾値温度を下回り、この温度ではもはや熱交換器１１ｅを介して客室３３の空気を十分に再加熱することができなくなったときの、図１１および１２のシステムの動作モードを示す。図１３の動作モードは、原則として、図３に描かれている動作モードに類似したものである。環境制御回路４は作動されており、図１１の場合と同じ構成にある。すなわち、凝縮器・蒸発器４２ｂは熱源として動作し、凝縮器・蒸発器４３および４１は冷却源として動作している。枝路１ｃ、２ａおよび２ｂには引き続き、ポンプ７により放熱器１３を介して伝熱流体が独立に供給される。弁３２ａは開いており、三方弁４４および４９は、管路３ｃ、３１ｂ、３ａおよび５１ａを通って独立の伝熱流体循環ループが確立されるように設定されている。
【００７８】
このループは、タンク５０を含み、外部温度より高い温度であるがあまり高くはなく、客室の空気の温度よりもわずかに高いだけの伝熱流体を含む蓄熱ループを形成する。この蓄熱ループは、ヒートポンプとして動作する環境制御回路４のための冷却源としての熱の蓄積として働く。よってシステムの効率は、冷却源として外気を直接使用するはずのヒートポンプと比べて改善される。三方弁４４は、管路１ｂおよび１ａにおいて伝熱流体の独立の循環を確立させるように設定されており、この循環はポンプ５によって確保される。ポンプ５によって作動されるこの伝熱流体の循環ループは、凝縮器・蒸発器４２ｂにおいて伝熱流体によって受け取られる熱を、熱交換器１１ｅを介して客室の空気に転移するのに使用される。この循環ループの温度は客室の空気の温度より高いままにとどまる。この実施形態では、環境制御回路４は２つの「多段の」冷却源を含む、言い換えると、冷媒はまず外気が通過する凝縮器・蒸発器４３を通り、そこで外気から熱を取り込むことによって一部が気化され、次いで凝縮器・蒸発器４１を通り、そこで、その循環がポンプ６によって確保される蓄熱回路の伝熱流体から熱を取り込むことにより引き続き気化されることがわかるであろう。この蓄熱回路の冷却をＰＴＣ抵抗器２７ａを作動させることにより遅らせることも可能である。
【００７９】
図１４に、例えば、ポンプ６によって作動される蓄熱回路を通る伝熱流体の温度が、熱交換器１２による電気エンジンの十分な冷却を確保するのに十分なほど低くなるときに図１３の動作モードの代わりに適用することができる、図１１〜１３の熱調節システムの別の動作モードを示す。この動作モードは、本発明の第１の実施形態の図４に描かれている動作モードに類似したものである。図１４では、図１３とは異なり、ポンプ７は作動していない。環境制御回路４は図１３と同じ構成にある。三方弁４４は、管路１ａおよび１ｂによって範囲が定められる客室の空気を再加熱するためのループの、ポンプ５によって確保される独立の循環を可能にするように設定されている。三方弁４７および４８は、電気エンジン温度調整熱交換器１２を通る枝路２ａにおいて、管路３ａおよび３ｃを含む蓄熱回路においてポンプ６まで循環する伝熱流体の一部の通過を可能にするように設定されている。また、三方弁４６を、この蓄熱回路から枝路１ｃと、電池温度調整交換器１１ｆとに伝熱流体の一部を転送するようにも設定することを想定することも可能なはずである。交換器１１ｆおよび／または１２によってこのようにして回復される熱のおかげで、蓄熱回路の冷却が遅延され、ヒートポンプとして動作する環境制御回路４の効率が改善される。
【００８０】
図１５に、冬季に、図１１〜１４の動作モードのうちの１つまたは複数を使用した後で、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度がある閾値よりも低くなったときに使用することができる図１１〜１４の調節システム１０の動作モードを示す。
【００８１】
この動作モードは、原則として、図５に描かれている動作モードと同様である。すなわち、環境制御回路４は、例えば図１４に描かれている構成ではヒートポンプとして動作し、ポンプ５は管路１ａおよび１ｂに制限される客室の空気を再加熱するための回路（またはループ）に供給する。伝熱流体の循環は、三方弁４４の設定により、局所的にこの回路だけに制限される。三方弁４６、４７、４８および４９は、タンク５０を伝熱流体の循環から除外するように設定されている。弁３２ａおよび３２ｂは閉じられている。三方弁４６、４７、４８および４９の設定は、放熱器１３を通る管路２ｂ、凝縮器・蒸発器４１を通る管路３ｃ、エンジン温度調整熱交換器１２を通る管路２ａ、および電池温度調整熱交換器１１ｆを通る管路１ｃを含む冷却回路において伝熱流体の独立の循環を確立するのに使用される。伝熱流体の循環はポンプ６および７によって確保することも、これら２つのポンプの一方だけによって確保することもできる。
【００８２】
環境制御回路４は、一方では、車両外部の空気により凝縮器・蒸発器４３において、他方では管路３ｃを通る伝熱流体により凝縮器・蒸発器４１においてそのための冷却源が供給されるヒートポンプとして動作する。図１４の構成と比べた図１５の構成の利点は、凝縮器・蒸発器４１を含む回路の伝熱流体の総体積がより小さく、それによって電気エンジンと電池とで回復される熱の「希釈」がより小さくなることである。外気の温度に応じて、外部温度がさらに多くの熱の回復を可能にするのに十分な高さである場合には、放熱器１３のシャッタ３０が開け放され、ファン２４が始動されてもよく、他方、シャッタ３０は放熱器１３における熱交換を防ぐために閉じられていてもよい。
【００８３】
図１６に、今度は、夏季に、外部温度が客室内で求められる温度より高いときの、図１１〜１５の熱調節システムの動作モードを示す。この動作モードは、車両が停止され、その電池を再充電するために外部電力網に接続されているときに実施することができる。環境制御回路４は、今度は、客室３３に対して空気調整モードで動作するように構成されている。環境制御回路４は、凝縮器・蒸発器４３を熱源として使用し、凝縮器・蒸発器４０および４２ａを冷却源として使用する。このために、三方弁５４は、膨張弁９ａおよび凝縮器・蒸発器４０を備える回路の部分５８への冷媒の通過を可能にし、他方、バイパス部分５９への冷媒の通過を妨げるように設定されている。三方弁４５は、冷媒がバイパス部分５６を経由して膨張弁９ｂを迂回するように設定されている。
【００８４】
環境制御回路４は、ファン２４によって凝縮器・蒸発器４３を介して引き込まれる車両外部の空気に向かう熱を拒絶する。他方では、環境制御回路４は、一方では、ファン２５により凝縮器・蒸発器４０を介して引き込まれる客室３３の空気から、他方では、蓄熱回路、すなわち、ポンプ５により確保されているこの蓄熱回路内の伝熱流体の循環から熱を取り込む。蓄熱回路は特にポンプ５とタンク５０とを備える。弁３２ｂは開いており、弁３２ａは閉じられており、三方弁４６、４７、４８、４９は、一方では、管路１ｂ、５１ｂ、３ｂ、５１ａからなり、他方では管路１ｂ、５１ｃ、１ｃおよび５３ａからなる二重ループにおける伝熱流体の循環を可能にするように設定されている。
【００８５】
管路１ｅは電池温度調整熱交換器１１ｆを通る。蓄熱回路から取り込まれる熱（言い換えると、蓄熱回路に放出される冷却）は、一方では、車両を発進させた後で、特に車両が発車した後の客室の空気に復元することのできる「比冷却（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｌｄ）」の蓄えを有するように伝熱流体を冷却するのに使用され、他方では、電池の再充電の間に電池を再冷却するのに使用される。またこの熱は、客室の温度を、熱交換器４０を介して、車両の発車のために求められるレベルまで下げるのにも使用される。外部温度が過度に高くない場合には、電池の再充電の間に、図１６に描かれているのと同様の動作モードを想定することも可能であるが、その場合、伝熱流体は、枝路５１ｂ、３ｂ、５１ａ内、およびタンク５０内には循環させないはずであり、ファン２５は作動されないはずである。環境制御回路４によって取り込まれる熱は、その場合基本的には、凝縮器・蒸発器４２ａから取り込まれるはずであり、交換器１１ｆによって電池を冷却するのに使用されるはずである。
【００８６】
図１７に、図１６に描かれている動作モードに従って予備調整ステップを実行した後で車両が発車したばかりであるときに使用することができる、図１１〜１６の熱調節システム１０の動作モードを示す。図１７において、環境制御回路４は停止されており、伝熱流体管路の弁およびポンプはすべて、図１２に描かれている動作モードの場合と全く同じ構成にある。しかし、図１７の動作モードにおいては、伝熱流体が交換器１１ｅを通るときに図１２の動作モードで放出される熱の代わりに客室３３の空気に放出されるのは冷却である。したがって、伝熱流体に蓄積された冷却は、ポンプ５およびファン２５を作動させるのに必要とされる以外のどんな電気エネルギーも使用せずに、客室の空気を再冷却することを可能にする。
【００８７】
図１８には、車両が夏季に走行しているときに、図１６および図１７に描かれている動作モードを使用した後で、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が、熱交換器１１ｅ内での伝熱流体の通過だけによって客室３３の空気の冷却を確保するにはもはや不十分になったときに使用することができる、図１１〜１７の熱調節システム１０の動作モードが描写されている。環境制御回路４は空調モードで作動されており、これは環境制御回路４が図１６と同じ構成にあり、凝縮器・蒸発器４０が冷却源として動作し、客室３３の空気を冷却することを意味する。弁３２ａは開いており、弁３２ｂは閉じられている。三方弁４６、４７、４８および４９は、３つの独立の流体循環ループを確立するように設定されている。第１のループは管路１ｂ、５１ｃ、１ｃ、５３ａを含み、このループ内の伝熱流体の循環はポンプ５によって確保される。熱はこのループから凝縮器・蒸発器４２ａを介して環境制御回路４によって取り込まれ、熱交換器１１ｆを介して電池を冷却するのに使用される。
【００８８】
第２のループは管路２ｂ、５２ａ、２ａ、５２ｂ、および三方弁４７と４８との間の管路を含む。このループ内の伝熱流体の循環はポンプ７によって確保される。伝熱流体は、放熱器１３を通り、そこでファン２４によって引き込まれる外気によって冷却され、次いで、電気エンジン温度調整交換器１２を通ってからポンプ７に戻る。
【００８９】
第３のループは管路５１ｂ、３ａ、５１ａおよび３ｃを含む。このループ内の伝熱流体の循環はポンプ６によって確保され、このループと環境制御回路４との間の熱交換は凝縮器・蒸発器４１を介して行われる。図１８の構成は、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が放熱器１３を通る伝熱流体の温度よりも、または車両外部の空気の温度よりも低いままである限り有益となり得る。この構成において、冷媒は、凝縮器・蒸発器４２ａから熱を取り込むことによって気化し、圧縮機８を通り、伝熱流体が管路１ａ内を循環しないためにあまり熱交換を伴わずに凝縮器・蒸発器４２ｂを通り、次いで冷媒は、凝縮器・蒸発器４３において、ファン２４により引き込まれる外気に熱を放出することによって液化し、凝縮器・蒸発器４１においてさらに熱を放出することができる。したがって、タンク５０の伝熱流体の温度が車両外部の空気の温度より低いままにとどまる限り、熱源が、例えば、放熱器１３とエンジン冷却ループからなる、あるいは車両外部の空気からなるはずの環境制御回路と比べて、環境制御回路４の効率を最適化することを可能にする「低温の」熱源が生じる。
【００９０】
図１９に、夏季に、例えば、図１６〜１８の動作モードを経た後で、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が車両外部の空気より高くなったときに使用され得る図１〜１８の熱調節システム１０の動作モードを示す。環境制御回路４は空調モード、すなわち、図１８の場合と同じ構成にあり、弁３２ａおよび３２ｂは閉じられており、三方弁４６、４７、４８、４９は、タンク５０を除外し、管路１ｃ、２ａ、３ｃ、２ｂを含む単一の共通伝熱流体循環網を確立するように設定されている。
【００９１】
伝熱流体の循環は、ポンプ６および７によって、または２つのポンプのうちの一方によって確保され得る。伝熱流体は、エンジン温度調整熱交換器１２、電池熱調整熱交換器１１ｆを通り、電気エンジンと、電池とによって放出される熱を取り込み、また、凝縮器・蒸発器４１においても熱を取り込む。次いで伝熱流体は、ファン２４によって引き込まれる空気が通過する放熱器１３を通過することにより冷却される。環境制御回路４は２つの熱源、すなわち、ファン２４によって引き込まれる車両外部の空気が通過する凝縮器・蒸発器４３と、外気の温度より先験的にわずかに高い温度の伝熱流体が通過する凝縮器・蒸発器４１とを有する。伝熱流体の比熱が空気に対してより高いために、凝縮器・蒸発器４１からなる第２の熱源は、凝縮器・蒸発器４３を通る空気より高い温度ではあるが、環境制御回路４からさらに熱を取り込むのに有利な状態のままにとどまる。次いで冷媒は、膨張弁９ａおよび凝縮器・蒸発器４０を通ることにより気化されて、この凝縮器・蒸発器を通る客室３３の空気を冷却する。図１８の場合と同様に、次いで冷媒は、伝熱流体が管路１ａ内を循環しないために、あまり熱交換を伴わずに凝縮器・蒸発器４２ｂを通過する。
【００９２】
図２０〜２１は、図１〜１９に共通の要素を含み、その場合、同じ要素は同じ参照符号を有する。図２０および２１には、環境制御回路４が今度は圧縮機８と単一膨張弁９とを備え、凝縮器４２ｂが熱源として動作し、３つの蒸発器４０、４２ａおよび４３が常に環境制御回路４に対して冷却源として動作する本発明の一実施形態が描かれている。環境制御回路４は圧縮機８と膨張弁９とを連結し、凝縮器４２ｂを通る高温の半ループ６１を含む。圧縮機８の入口の上流には、２つの低温の半ループ６２および６３によって膨張弁９に連結された三方弁６６がある。膨張弁９から来る流体はまず蒸発器４２ａを通り、次いで、弁６６の設定に応じて、半ループ６２を通って蒸発器４０を通過し、または半ループ６３を通って蒸発器４３を通過する。半ループ６２または半ループ６３から到達し次第、次いで冷媒は三方弁６６を通り、圧縮機８に到達する。蒸発器４３はファン２４によって蒸発器４３を介して引き込まれる車両外部の空気によって再加熱される。蒸発器４０は、車両の客室３３内部に配置されており、ファン２５によって引き込まれる客室の空気を通過させる。蒸発器４２ａおよび凝縮器４２ｂには、同じ伝熱流体を搬送することのできる管路７０の回路網の管路７１および７２が通されており、管路７０の回路網における伝熱流体の循環は、３つのポンプ５、６および７のうちの１つまたは複数によって確保される。
【００９３】
管路の回路網においては、３つの異なる管路上に、電気エンジンの温度を調整するのに使用される熱交換器１２、電気蓄電池の温度を調整するのに使用される熱交換器１１ｆ、および伝熱流体と車両外部の空気との間で熱を交換する熱交換放熱器１３とが挿入されている。放熱器１３は、ファン２４によって引き込まれる外気を通過させ、可動シャッタ３０が備わっている。管路のうちの２つには、管路内の伝熱流体の循環を停止し、または復旧するのに使用することができる弁３２ａおよび３２ｂがある。管路の回路網の５つの節には、伝熱流体循環ループを確立するのに使用することができる三方弁６４、６５、６７、６８、６９があり、循環ループは結合したり、切り離したりすることができる。
【００９４】
ポンプ５は蒸発器４２ａの上流の管路７１上に位置し、ポンプ６は凝縮器４２ｂの上流の管路７２上に位置し、ポンプ７は放熱器１３の上流の別の管路上に位置する。図２０の構成において、環境制御回路４の三方弁６６は、冷媒を半ループ６３に送り込むように設定されている。したがって冷媒は、客室３３を通る半ループ６２内は循環しない。ポンプ６と凝縮器４２ｂと客室３３内部に配置された熱交換器１１ｅとの間には伝熱流体循環ループが確立されている。またこの循環ループ上には、ここでは作動されていないＰＴＣ抵抗器２７ｂも配置されている。凝縮器４２ｂにより冷却回路４から取り込まれる熱は、ファン２５により交換器１１ｅを介して引き込まれる客室の空気に放出される。熱は、環境制御回路４により、一方では車両外部の空気と接する蒸発器４３において、他方では３つの結合された循環ループから到達する伝熱流体が通る蒸発器４２ａから取り込まれる。これらのループのうちの１つはエンジン温度調整熱交換器１２を通り、別のループは電池温度調整熱交換器１１ｆを通り、第３のループは伝熱流体貯蔵タンク５０を通る。図２０に描かれている動作モードは、電気エンジンと電池とによって放出される熱を回復することにより、また、特にタンク５０内に存在する伝熱流体に以前に蓄積された熱を活用することにより、客室の温度を加熱することを可能にする冬季動作モードである。外気の温度に応じて、放熱器１３のシャッタ３０は開いていても閉じられていてもよく、ファン２４は、蒸発器４２ａだけを冷却源として使用するために、または蒸発器４２ａと４３の両方を同時に冷却源として使用するために、作動させることも停止することもできるはずである。
【００９５】
図２１には、夏季に、客室において求められる温度が車両外部の温度より低いときに使用することができる図２０の熱調節システム１０の動作モードが描かれている。この動作モードは、例えば、車両がその電池を再充電するために外部電力網に接続されている間に、システム予備調整ステップを実行し、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度を車両外部の温度より低い温度まで下げた後で使用することができる。図２１の構成において、ポンプ７は活動状態にあり、弁３２ｂは閉じられており、弁３２ａは開いており、三方弁６４、６５、６７、６８、６９は、ポンプ７からエンジン温度調整熱交換器１２に至り、次いで車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器１３に至る独立の伝熱流体循環ループを確立するように構成されている。放熱器のシャッタ３０は開いており、ファン２４は放熱器１３を介して外気を引き込む。また三方弁も、ポンプ６から凝縮器４２ｂに至り、次いで蓄熱タンク５０に到達した後で再度ポンプ６に戻る別の独立の伝熱流体循環ループの確立を可能にするように設定されている。
【００９６】
ポンプ５からＰＴＣ抵抗器２７を通り、次いで蒸発器４２ａを通り、次いで電池温度調整熱交換器１１ｆを通った後でポンプ５に戻る別の独立の伝熱流体循環ループが確立されている。環境制御回路４の弁６６は、冷媒を、最初に蒸発器４２ａに通した後で、半ループ６２を通し、冷媒が蒸発器４０を通過するための客室３３を通して送るように設定されている。したがって冷媒は、半ループ６３内も蒸発器４３内も循環しない。冷媒は、膨張弁９を通過した後で、電池温度調整熱交換器１１ｆを通る循環ループの伝熱流体の温度を下げることにより、蒸発器４２ａにおいて一部気化される。次いで冷媒は、蒸発器４０を介してファン２５によって引き込まれる客室３３の空気の温度を下げることにより引き続き気化し、よって客室の空気の温度を下げ、圧縮機８に戻る。圧縮機８は冷媒をより高い圧力で凝縮器４２ｂに戻し、そこで冷媒は、貯蔵タンク５０を通る「予冷」伝熱流体に蓄積している熱を放出することによって液化する。したがって電気エンジンは、環境制御回路４の動作とは独立に冷却され、客室の空気および電池は、タンク５０および凝縮器４２ｂを通る伝熱流体に蓄積された冷却によってその効率が改善される環境制御回路４によって冷却される。
【００９７】
この構成は、特に、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が客室内の空気の望ましい温度より高いが、それでもなお、放熱器１３を通る伝熱流体の温度よりは低いときに有益となり得る。
【００９８】
本発明は説明される例示的実施形態だけに限定されるものではなく、多数の変形形態の対象とすることができる。車両の他の要素、特に他の電気部品が、熱交換器または温度調整凝縮器・蒸発器を備えていてもよい。本発明は、総エネルギー消費を、したがって、車両の燃料消費を低減するために、電気推進だけによる車両にも、ハイブリッド車両にも、内燃機関を備える車両にさえも適用することができる。図１〜２１に描かれているシステムについてのものも含めて、他の多数の動作モードを適用することができる。例えば、暖かい日に車両を発車させる前に、電池再充電ステップは、電池温度調整熱交換器を通って循環する伝熱流体を冷却するために、空調モードでの環境制御回路の始動を伴っていてもよい。再充電段階における電池の過熱が、熱および冷却をより大量の伝熱流体に蓄積するためであれ、客室の空気の温度を調整するためであれ、追加エネルギーの消費と同様に回避される。
【００９９】
伝熱流体回路の別の点における別の相補型ＰＴＣの追加を想定することも可能であり、また、客室の空気を直接加熱するためのＰＴＣの追加を想定することも可能である。また、客室の空気の温度調整は、伝熱流体回路を客室に通さずに、環境制御回路の蒸発器および凝縮器だけによって得ることもできる。「低温の」（すなわち車両外部の空気より低温の）伝熱流体ループは、その場合、もっぱら電気部品と車両の電池とにだけ使用されてもよい。
【０１００】
客室の空気の加熱を、客室の空気と接するＰＴＣ抵抗器と関連付けられた環境制御回路の凝縮器によって調節すること、および伝熱流体回路の交換器を介して客室の空気の冷却を調節することを想定することも可能である。
【０１０１】
客室の空気の冷却を環境制御回路の蒸発器によって調節すること、および、場合によってはＰＴＣ抵抗器に結合され、伝熱回路上に配置された、または客室の空気を直接再加熱する、伝熱流体回路の交換器を介して客室の空気の加熱を調節することを想定することも可能である。
【０１０２】
熱交換器を車両のエンジンと直接連結し、客室の空気と熱交換器を連結する伝熱流体の循環を設けることも可能である。
【０１０３】
単純な、不可逆的冷却ループであるが、伝熱流体の循環を変更することのできる可能性を有し、冷却ループの冷却源と熱源とを、一方は客室を通る伝熱流体ループと、他方は蓄熱ループとして使用される伝熱流体ループと択一的に接続することを可能にする冷却ループを備える本発明の変形形態を想定することも可能である。
【０１０４】
伝熱流体は、より一般的には、相を変化させることができる熱調節流体で置き換えることもできる。
【０１０５】
本発明による熱調節システムは、客室とエンジン室両方の温度を、客室とエンジンとの間で、ヒートポンプによる熱または冷却の回復のための潜在能力を最適化し、ヒートポンプの効率を最大化することによって管理することを可能にする。またこのシステムは、車両を発進させる前に、発車前であるために電池のエネルギーから取り込まれないある量の熱または冷却を、比熱として蓄積することも可能にする。よって総エネルギー消費および車両の走行距離がどちらも向上する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電気またはハイブリッド型の自動車の客室のための熱調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を備える自動車に関しては、電気自動車またはハイブリッド自動車は、客室内の空気の温度を調整するためのシステムを組み込んでいる必要がある。これらの調整システムは、乗客の快適さを確保し、曇り取りやガラス面の除氷といった追加機能を提供する。また電動車両は温度調節システムも組み込んでいる必要があり、温度調節システムは、充電器、コンピュータ、電子部品といったアクセサリの温度、および電気エンジンの温度（稼働時にはおおよそ２０℃を保つ必要があり、５０℃を超えてはならない）、ならびに電池の温度（さもなければ急速な再充電サイクルの間に高温まで上昇するおそれがあるはずであるが、その動作範囲は、例えば、−１０℃から３５℃までである）を調節する。
【０００３】
内燃車両の調整システムの動作は、熱として「不可避的に放散される」大量のエネルギーを使用し、このエネルギーは、電気車両では利用できず、ハイブリッド車両でさえも、熱機関が相当な期間にわたって停止される可能性があると仮定すると利用できない。
【０００４】
内燃機関を備える車両において実施される現在の解決策は、正の温度係数を有する抵抗素子（すなわち、過熱の危険を回避する自動調節抵抗器であるＰＴＣ）の使用、または熱エネルギーを発生させるための燃料バーナの使用と、客室内で冷気を発生させるための従来の空調システムとを必要とするはずである。しかし、燃料バーナには、汚染および騒音を発生し、燃料を充てんする必要があるという欠点があるのに対し、ＰＴＣ素子または従来の空調システムは電気の消費側である。さらに、加熱／冷却システムは分離されていて１年の一部の間だけしか働かず、すなわち相当なコストと、冬季（加熱燃料を充てんする可能性がある）であれ、夏季（空調システムの電力消費による車両の走行距離低減を伴う）であれ、運転者の行動の変更とが生じることを意味する。
【０００５】
現在は、例えば、ＥＰ１３０２７３１や、場合によってはＦＲ２８５００６０といった文献に記載されているような、加熱機能および空調機能を提供することができる客室温度調節装置がある。しかし、これらのシステムは依然としてエネルギーの消費側であり、したがって車両の走行距離を低減させる。
【０００６】
特許出願ＦＲ２７０９０９７は、比熱としてのエネルギーのアキュムレータを含む調節装置を提案しており、このアキュムレータは、蓄熱器としても、蓄冷器としても動作することができる。このアキュムレータは、電池を充電している間に車両外部の電力網のエネルギーを使って、例えば、予熱のために電池によって放出される熱を使って、予熱または予冷される。しかし、システムの構成はアキュムレータが、客室の空気の温度を調整するためにだけ、アキュムレータの温度が必要な熱交換を確保するのに十分な客室との温度差を示す限りにおいて使用されることしか許容しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自動車の走行距離を維持するために、特にエネルギー消費の点で自動車の客室の熱調節を改善することによってこれらの欠点を軽減することである。本発明の別の目的は、電気部品の温度制御を、その効率および寿命を向上させるように確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主題は、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室および電気部品のための熱調節システムであり、このシステムは、システムが車両外部の電力網に接続されているときに熱または冷却を蓄積することを可能にする加熱手段および／または冷却手段に結合された熱調節流体回路を備える。流体回路は、回路と客室の空気との間の熱交換器を介して、またはヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路を介して、交互に、客室の空気に熱および／または冷却を放出することができる。
【０００９】
優先的には、システムは、
−第１のポンプを供給元とし、客室に入る空気流の温度を調整するための、または電池の温度を調整するための第１の熱交換器を通る、客室のための第１の独立の熱調節流体回路と、
−第２のポンプを供給元とし、車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器を通り、エンジンの温度を調整する第２の熱交換器を通る、エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路と、
−第１の回路および／またはエンジン温度調整熱交換器に択一的に接続することができ、それ以外のときには、別個の独立の流体循環ループを形成することができる、第３の蓄熱流体回路と、
−第１の凝縮器・蒸発器を介して第３の流体回路から熱または冷却を取り込むことができ、第２の凝縮器・蒸発器を介して第１の流体回路にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路と、
−第１の流体回路に、または第３の流体回路に連結され、第３の回路の温度、または相互に接続された２つの回路の温度を摂氏数十度だけ上げるのに使用される少なくとも１つの電気発熱体と
を含む。
【００１０】
有利には、システムは、特に第１の回路と第３の回路との間の流体の交換を停止するのに使用される少なくとも３つの三方弁または３つの等価な装置であって、同時に、
−エンジン温度調整熱交換器と、第１の凝縮器・蒸発器と、第３の流体回路との間の流体の循環を確立する構成、
−車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器と第１の凝縮器・蒸発器との間の流体の循環を確立する構成であり、これら２つの要素の流体の循環が第３の流体回路から隔離される構成、または、
−車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器と、エンジン温度調整熱交換器と、第１の凝縮器・蒸発器との間の流体の循環を確立する構成であり、これら３つの要素の流体の循環が第３の流体回路から隔離される構成
を択一的に獲得するために使用される少なくとも３つの三方弁または３つの等価な装置を備える。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、弁は、第２の回路と第３の回路との間の流体の循環を遮断し、または復旧するのにも使用される。
【００１２】
第３の回路は、第１の凝縮器・蒸発器をこの回路から除外するのに使用される弁およびバイパス管路を備えていてもよく、１つまたは複数の凝縮器・蒸発器をこの回路から選択的に除外するのに使用される複数の弁および複数のバイパス管路を備えていてもよい。
【００１３】
有利には、システムは、外気温度センサ、第１の流体回路上または車両の客室内に配置された熱センサ、第２の流体回路上またはエンジン上に配置された熱センサ、および第３の流体回路上に配置された熱センサを備えていてもよい。
【００１４】
優先的には、第３の回路に含まれる流体の体積は第１の回路に含まれる流体の体積および第２の回路に含まれる流体の体積より大きい。
【００１５】
第３の流体回路は、相変態蓄熱器といった蓄熱手段との熱交換器を備えていてもよい。
【００１６】
別の態様によれば、本発明の主題は、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室および電気部品のための熱調節方法である。この方法は、加熱手段および／または冷却手段に結合された、熱調節流体のための管路の回路を備える装置によって実施される。方法は、
−車両が、特に車両の電池を再充電するために車両外部の電力網に接続されているときに、流体回路に熱または冷却を蓄積するステップと、
−次いで、最初に回路と客室の空気との間の熱交換器を介して、次にヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路を介して、流体回路から客室の空気に熱（あるいは冷却）を供給するステップと
を含む。
【００１７】
優先的には、方法を実施するために、車両は、
−第１のポンプを供給元とし、客室に入る空気流の温度を調整するための、または電池の温度を調整するための第１の熱交換器を通る、客室のための第１の独立の熱調節流体回路と、
−第２のポンプを供給元とし、車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器を通り、第２のエンジン温度調整熱交換器を通る、エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路と、
−第１の回路および／またはエンジン温度調整熱交換器に択一的に接続することができ、それ以外のときには、別個の独立の流体循環ループを形成することができる、第３の蓄熱流体回路と、
−第１の凝縮器・蒸発器を介して第３の流体回路から熱／冷却を取り込むことができ、第２の凝縮器・蒸発器を介して第１の流体回路にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路と
を備えており、方法は、
−車両を発進させる前に、車両外部の電力網のエネルギーを使用して、発熱体または環境制御回路を用いて、車両外部の空気の温度に対して第３の蓄熱流体回路の温度を上げることにより（あるいは下げることにより）、場合によっては第１の回路に連結される、第３の蓄熱流体回路に熱（あるいは冷却）を蓄積するステップと、
−車両を発進させた後で、環境制御回路を停止させ、第３の回路を第１の回路および／またはエンジン温度調整熱交換器に連結し、第３の流体回路に蓄積された熱（あるいは冷却）を、客室の温度と、これに加えて場合によってはエンジンおよび／または電池の温度とを調整するステップと、
−第３の回路の流体の温度が客室の空気の温度との差を表す最小偏差と交差するときに、第１の回路と第３の回路との間の流体循環を切り離し、ヒートポンプまたは空調システムを作動させ、最初に第１の回路または客室と第３の回路との間で、次に第１の回路または客室と第２の回路の少なくとも一部との間で、第３の回路に特有の管路の流体循環を停止させるステップと
を含む。
【００１８】
好ましい実施態様によれば、外気の温度、エンジンの熱交換器上の温度、車両の客室内の温度、および第３の流体回路の温度は、第１、第２、および第３の各流体回路がどのように接続されるべきか決定し、環境制御回路の動作モードまたは動作の欠如を決定するために相互に比較される。
【００１９】
本発明の他の目的、利点および特徴は、非限定的な例として提示され、添付の図によって例示されるいくつかの実施形態の詳細な説明を考察すれば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の冬季動作モードにおける本発明による熱調節システムを示す図である。
【図２】第２の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図３】第３の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図４】第４の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図５】第５の冬季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図６】第１の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図７】第２の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図８】第３の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図９】第４の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図１０】第５の夏季動作モードにおける図１の熱調節システムを示す図である。
【図１１】第１の冬季動作モードにおける本発明による別の熱調節システムを示す図である。
【図１２】第２の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１３】第３の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１４】第４の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１５】第５の冬季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１６】第１の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１７】第２の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１８】第３の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図１９】第４の夏季動作モードにおける図１１の熱調節システムを示す図である。
【図２０】その冬季動作モードの１つにおける本発明による第３の熱調節システムを示す図である。
【図２１】その夏季動作モードの１つにおける図２０の熱調節システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜２１において、図番の横の「雪片」（あるいは「太陽」）の絵文字は、表されている動作モードが冬季（あるいは夏季）動作モードであることを想起させるためのものである。
【００２２】
図３に示すように、本発明による熱調節システムは、環境制御回路４と、３つの独立の流体回路１、２および３とを備え、３つの回路すべてに同じ伝熱流体、例えばグリコール水溶液などが通される。環境制御回路４は、冷媒、例えば、メタンまたはエタン（フレオン）のフッ素化および／または塩素化誘導体、炭化水素、アンモニア、二酸化炭素などが通された管路の２つの半ループ２８および２９を備える。
【００２３】
慣例により、図１〜２１において、白い背景で表された管路の部分は、流体の循環が停止されている管路を概略的に表す。
【００２４】
慣例により、図１〜２１において、その幅が黒または影付きの背景（影は点線とすることができる）を有する同じ種類の流体（冷媒または伝熱流体）を搬送することのできる管路の部分は、流体が循環している管路を概略的に表す。その場合、黒い背景、または各種の影付けは、それぞれ、異なる流体温度を表すものである。しかし、異なる種類の流体を搬送する、同じ黒い背景で、または同じ種類の影付けで表される２つの管路は、必ずしも、同じ温度であるとは限らない。
【００２５】
半ループ２８と半ループ２９とは、一方の側で温度自動膨張弁９によって、他方の側で圧縮機８によって連結されており、圧縮機８には切換弁１４によって接続されている。半ループ２８は第１の凝縮器・蒸発器４１を通る。半ループ２９は第２の凝縮器・蒸発器４２を通る。回路４に沿った矢印は冷媒の循環の方向を示す。冷媒は圧縮機を、常に同じ方向で、すなわち図３の説明図の左から右へ通過する。切換弁１４の位置に応じて、冷媒は回路４を、時計回りに通過することもあり、反時計回りに通過することもある。
【００２６】
従来方式では、冷媒は、温度自動膨張弁９を通過した後で、それが次に通過する凝縮器・蒸発器、ここでは凝縮器・蒸発器４１から熱を取り込むことによって気化し、凝縮器・蒸発器４１は、冷却されるべき伝熱流体に対して冷却源として働く。圧縮機８は気化された流体を吸い込み、気化された流体がそこで熱を放出することによって凝縮する他方の半ループの凝縮器・蒸発器、ここでは凝縮器・蒸発器４２にそれを吐き出し、凝縮器・蒸発器４２は、再加熱されるべき伝熱流体に対して熱源として働く。
【００２７】
圧縮機８は、車両の電気エンジンによって駆動されてもよく、あるいは独自の電動機を備えていてもよく、あるいはハイブリッド圧縮機とすることもでき、あるいは車両の熱機関によって駆動される圧縮機とすることもできる。
【００２８】
第１の独立の流体回路１は、逆止弁２６を介して凝縮器・蒸発器４２に向けて流体を送るポンプ５を備える。凝縮器・蒸発器４２を通過した後で、伝熱流体は、三方弁１５を通って加熱枝路１ｃへ向かい、または冷却枝路１ｆへ向かう。次いで枝路１ｃおよび１ｆは合流して伝熱流体をポンプ５に導く。回路１の管路に沿って配置された矢印は伝熱流体の循環の方向を示す。各枝路１ｃおよび１ｆはそれぞれ、熱交換器１１ｅおよび１１ｆを含み、熱交換器１１ｅおよび１１ｆはどちらも、車両の客室３３内に位置し、熱、あるいは冷却を、伝熱流体回路１から客室の空気に転移させるのに使用される。回路１と客室の空気との間の熱交換器を改善するために、ファン２５を使って、熱交換器１１ｅおよび１１ｆを介して客室から空気が引き込まれる。
【００２９】
加熱と冷却のために２つの別々の交換器を使用することにより、前に客室を冷却するために使用されており、その上で水が凝縮している交換器に熱い伝熱流体が送り込まれる場合に特に発生し得る窓の曇りの問題を限定することが可能になる。
【００３０】
図３の構成において、環境制御回路４のための熱源として働く凝縮器・蒸発器４２は、伝熱流体に熱を転移し、電熱流体は次いで客室の空気を再加熱するために熱交換器１１ｅに熱を転移する。回路１の経路上には、凝縮器・蒸発器４２によって提供される熱に加えて、またはこれとは独立に、この回路の伝熱流体を再加熱することができるように、ＰＴＣ発熱体２７が配置されている。このＰＴＣ素子は図３においては作動していない。ＰＴＣ素子は、異なる実施形態によれば、別の加熱装置で、例えばヒートポンプ（不図示）などで置き換えられてもよい。第２の熱調節回路２は、電気エンジン、例えば車両を推進するのに使用され、かつ／または、別の異なる実施形態によれば、他の任意の電気もしくは電子構成部品（充電器、蓄電池、電力電子部品）の温度を調整するのに使用される熱交換器１２に三方弁１８を介して伝熱流体を送るポンプ７を備える。
【００３１】
伝熱流体は次いでこの熱交換器１２から放熱器１３へと方向付けけられ、放熱器１３は、伝熱流体とこの放熱器を通過する空気との間の熱交換器、放熱器に空気を引き込むためのファン２４、および放熱器を通過する空気流を制限し、それによって車両の空気力学を改善するためのシャッタシステム３０を備える。
【００３２】
第３の熱調節回路３は、熱または冷却を環境制御回路４と交換するための凝縮器・蒸発器４１を介して伝熱流体を送るポンプ６を備える。
【００３３】
凝縮器・蒸発器４１を通過した後で、伝熱流体は、三方弁１７を、次いで三方弁１６を通り、ポンプ６へと再注入される。バイパス管路３１は、弁３２によって開閉することができ、ポンプ６を通さずに、または凝縮器・蒸発器４１を通さずに、伝熱流体をポンプ６の上流から２つの三方弁１６と１７との間に位置する１点まで直接導くのに使用することができる。
【００３４】
調節回路２および３においては、調節回路１の場合と同様に、伝熱流体の循環の方向は管路に沿って配置された矢印によって示されている。回路３の三方弁１６と回路１の凝縮器・蒸発器４２の上流側との間には管路１９が配置されている。
【００３５】
よって、三方弁１６の構成に応じて、この弁１６の上流から到達する伝熱流体は、ポンプ６に直接方向付けられるか、凝縮器・蒸発器４２により、三方弁１５と、２つの熱交換器１１ｅまたは１１ｆのうちの１つとを経て、最終的にポンプ６に還流する前に、回路１の枝路１ｃと枝路１ｆの下流に配置され、ポンプ５の上流側とポンプ６の上流側の間に配置された管路２０を通って方向付けられる。
【００３６】
三方弁１６と管路２０との間の回路３上には、異なる伝熱流体回路間の流体流量の平衡化を確保するために、断面絞り部（ｓｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）２１が配置されていてもよい。
【００３７】
回路３の三方弁１７と回路２の三方弁１８との間には管路２２が配置されている。この管路は、凝縮器・蒸発器４１からの伝熱流体の全部または一部が、電気エンジンの温度を調整するのに使用される熱交換器１２に向かって流れることを可能にする。
【００３８】
管路２３は、電気エンジンの熱交換器１２の下流側を回路３のポンプ６の上流側に連結する。この管路２３は、エンジンの熱交換器１２から来る伝熱流体の全部または一部がポンプ６を流れることを可能にする。図３に描かれている構成において、三方弁１６、１７および１８は、管路１９内にも管路２２内にも伝熱流体も循環させないように設定されている。次いで、伝熱流体の独立の循環が、管路２０および２３内に伝熱流体を通さずに、またはその最小限の通過しか伴わずに、回路１、２および３のそれぞれについて確立される。
【００３９】
実際には、管路２０および２３内の流体は、回路１と回路３との間を、あるいは回路２と回路３との間を流れるため、例えば、回路３内に存在する液体の総量を増大させる傾向が生じるはずであり、これは、この回路の構成によっても、液体の非圧縮性によっても許容されない。
【００４０】
図３の構成において、熱調節回路２は、電気エンジンであれそれ以外であれ、エンジンのための従来の冷却回路として動作し、ポンプ７は、エンジン調整熱交換器１２と、エンジン外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器１３とにおいて、連続して伝熱流体を循環させる。したがって、エンジンにより交換器１２内の伝熱流体に放出される熱は、次いで、伝熱流体によって、放熱器１３においてファン２４により引き込まれる外気に放出することができる。放熱器のシャッタ３０は開いている。
【００４１】
回路１は加熱回路として動作し、凝縮器・蒸発器４２からの熱、および場合によってはＰＴＣ抵抗器２７である２つの熱源からの熱を、ファン２５によって引き込まれる客室３３の空気が通過する熱交換器１１ｅに導く。図３の例示的実施形態においてＰＴＣ２７は作動していない。回路１の伝熱流体はポンプ５によって推進される。
【００４２】
調節回路３は、図３では、凝縮器・蒸発器４１を通る冷却源として働き、環境制御回路４により調節回路３から取り込まれる熱は次いで凝縮器・蒸発器４２において回路１に放出される。環境制御回路４はしたがってヒートポンプとして動作する。そのようなヒートポンプの効率は、冷却源、すなわち回路３を通る伝熱流体の温度と、熱源、すなわち回路１を通る伝熱流体の温度との温度差が小さいときにはいっそう有利である。
【００４３】
次に、図１〜１０を参照して、図３の調節システム１０の異なる動作モードを説明する。図１〜１０は図３と共通の要素を含み、その場合同じ要素には同じ参照符号が付いている。
【００４４】
図１に描かれている動作モードにおいて、車両（不図示）は、電池（不図示）に再充電するために、外部電力網（不図示）に接続されている。また電力網のエネルギーは、ＰＴＣ抵抗器２７によって回路１の伝熱流体の温度を上げるのにも使用される。弁１６および１７は、回路１および回路３を回路２から隔離することにより回路１と回路３とを相互接続するように設定されている。したがって伝熱流体は回路１、３と管路１９および２０とを循環する。
【００４５】
環境制御回路４は作動しておらず、回路２およびそのポンプ７も同様である。弁１５は、伝熱流体が熱交換器１１ｅに送り込まれ、伝熱流体の循環が交換器１１ｆにおいて停止されるように設定されている。伝熱流体の循環はポンプ５および／またはポンプ６によって確保される。ＰＴＣ抵抗器によって発生し、交換器１１ｅを通る伝熱流体によって伝えられる熱は、ファン２５を作動させることにより客室の温度を上げるのに使用される。所望の客室温度が得られた後で、ファン２５を停止し、かつ／または客室の温度をその設定値に維持するための時間間隔で再始動することができる。この時間の間、回路１および３に含まれる伝熱流体の温度は、例えば、液体の沸点温度によって、かつ／または管路の耐熱性によって決定される温度までＰＴＣ素子によって引き続き再加熱される。伝熱流体の高い比熱と、回路１および３、特に回路３に含まれる液体の結果的に生じる体積とのおかげで、ある量のエネルギーがこのように比熱として蓄積され、この比熱は、客室を加熱するために電池から取り込まれなくてもよい。回路３は、伝熱流体のタンク（不図示）、すなわち、所与の長さの直線部分において、回路のいくつかの同等の長さの管路と同等の分を局所的に貯蔵するための貯蔵体積を備えていてもよい。このタンクは断熱されていてもよい。そのようなタンクを加えることにより、回路３の液体の総量を増大させることが可能になる。タンクの外表面の断熱により、少ない断熱表面積で、液体の単位体積当たりの液体の熱損失を十分に制限することが可能になる。また、回路３の、またはその他の伝熱流体回路の管路のある一定の部分も断熱されてもよい。
【００４６】
熱調節システム１０の温度が、例えば、図１に対応する動作モードに従って、予備調整された後で、車両は、外部電力網から切断することができ、熱調節システム１０を図２に対応する構成に配置することにより発車することができる。この構成では、図３の構成の場合と同様に、調節回路２は独立の回路として動作し、ポンプ７は伝熱流体を電気エンジン調整交換器１２に通し、次いで、開いたシャッタ３０を介してファン２４によって引き込まれる外気によって冷却された放熱器１３に通す。
【００４７】
図２において環境制御回路４は停止されている。三方弁１５は、伝熱流体を、回路１の枝路１ｃに送り込み、客室を加熱するための熱交換器１１ｅに通すように設定されている。ＰＴＣ抵抗器２７は停止されている。三方弁１６は、伝熱流体による管路１９の通過を可能にし、伝熱流体による絞り部２１の循環を停止するように設定されている。よって調節回路１および３は相互接続されており、伝熱流体の循環はポンプ５および６によって確保されている。２つのポンプのうちの１つだけでの流体の循環の確保を想定することも可能なはずである。よって回路１および３に含まれる伝熱流体は、熱交換器１１ｅを介して客室の空気に、蓄積された熱エネルギーを徐々に放出することができる。また絞り部２１を通過する回路３の枝路に蓄積される熱を利用するために、調節システムによって決定される時間間隔により、この枝路の液体を循環させるために三方弁１６の設定を変化させることも可能である。
【００４８】
この構成では、客室３３の温度を調整するために消費される電気エネルギーは、１つまたは複数のポンプ５、６を作動させるのに必要なエネルギーと、これに加えて場合によってはファン２５を作動させるのに必要な電気エネルギーだけである。
【００４９】
客室との熱交換の強度は、例えば、ポンプ５および６によって交換器１１ｅを通る伝熱流体の流量を変更することにより、また、ファン２５によってこの同じ交換器を通る空気流を変更することにより調節することができる。この動作モードは、伝熱流体の温度が、客室の空気の所望の温度に、伝熱流体と客室の空気との間の熱交換が十分な速度で行われ、客室の空気の冷却をもたらすその他の熱損失が補償されることを可能にするのに必要とされるある一定の温度差を加えたものより大きいままの状態である限り、維持することができる。
【００５０】
伝熱流体の温度が客室の空気の温度に近づきすぎるときに、伝熱流体の温度がこの客室の空気の温度よりわずかに低くなると、熱調節システム１０を、図３に対応する動作モードに従って作動させることができる。
【００５１】
この図３の構成において、ＰＴＣ抵抗器２７は非作動状態のままであり、調節回路２は、放熱器１３によって電気エンジンを冷却するために独立に動作し続ける。冷却回路４は作動しており、切換弁１４は、凝縮器・蒸発器４１が冷却源として動作し、凝縮器・蒸発器４２が熱源として動作するように設定されている。三方弁１５は常に、伝熱流体を、回路１の枝路１ｃおよび客室を加熱するための熱交換器１１ｅに通すように設定されている。三方弁１６は、伝熱流体による管路１９の通過を妨げるように設定されている。したがって調節回路１および３は、切り離された状態で、すなわち、２つの回路間の伝熱流体の交換を生じずに動作する。回路１内の流体の循環はポンプ５によって確保され、回路３内の液体の循環はポンプ６によって確保される。
【００５２】
ファン２５は、必要に応じて、回路１の伝熱流体と客室の空気との間の熱交換を増大させるように作動され得る。空調回路４は、ここでは、ヒートポンプとして動作し、回路３の伝熱流体から熱を取り込みその熱を回路１の伝熱流体に転移させる。回路３の液体の温度は、この段階においては外気の温度より高く、回路２の温度より高いままであるため、回路４からなるヒートポンプの効率および性能は、冷却源が外気であり、または電気エンジンの冷却回路２であるはずのヒートポンプの効率および性能より有利な状態にとどまる。よって、客室の空気を十分なレベルに維持し続けるのに必要とされる電力消費は限られた量のものである。さらに、ヒートポンプは、前述の構成においては、非常に低い外部温度の場合でさえも、すなわち、その冷却源が外気であり、または回路２であるはずのヒートポンプがもはや十分ではなくなり、追加のＰＴＣ抵抗器が必要になるはずの温度でさえも、客室の加熱を確保することを可能にする。この場合は、ＰＴＣ抵抗器の効率はヒートポンプの効率と比べて大幅に不利である。回路３上にＰＴＣ（ＰＴＣ抵抗器）を備えるはずの様々な実施形態を想定することができ、このＰＴＣは回路３の伝熱流体の漸進的冷却を減速するのに使用される。そのような回路３上のＰＴＣは、回路１のＰＴＣ２７と置き換え、図１に描かれている予熱ステップに使用することができる。また、２つのＰＴＣ、すなわち、回路１上のＰＴＣ２７と回路３上の第２のＰＴＣがある異なる実施形態を想定することも可能であり、第２のＰＴＣは、図３の構成における回路３の温度を維持するのに低電力のＰＴＣで済ませることを可能にする。
【００５３】
図４に、図３の冬季動作モードと同様の、例えば、図３の冬季動作モードに続いて適用することのできる冬季動作モードを示す。図４において、三方弁１７および１８は、管路２２および２３における伝熱流体の循環を可能にし、放熱器１３から到達する流体の循環を阻止するように設定されている。ポンプ７は作動されておらず、ファン２４も同様である。シャッタ３０は、場合によっては、車両の空気力学を向上させるために閉じられていてもよい。調節回路１および３は、伝熱流体を交換しない２つの独立の回路として動作し続ける。電気エンジン温度調整熱交換器１２は、調節回路３に接続されている。この構成は、回路３の伝熱流体の温度が、交換器１２によって冷却される電気エンジンの十分な冷却を確保するのに十分な低さになったときに推奨される。この構成により、電気エンジンから回復される熱を、環境制御回路４によって活用することができる。よって、環境制御回路の冷却源と熱源との温度差は制限され、上記環境制御回路の効率が改善される。
【００５４】
図５に、回路３の伝熱流体の温度がある一定の閾値未満まで低下した後で、例えば、図３または図４の種類の熱調節システム１０の構成を経た後に用いることができる、図１〜４の熱調節システム１０の別の構成を示す。図５の構成において、調節回路１は、図３および４の構成の場合と同様に独立の回路として動作し続ける。ＰＴＣ抵抗器２７は作動しておらず、伝熱流体は熱交換器１１ｅを通り、ファン２５は、伝熱流体と客室３３の空気との間の熱交換の所望の度合いに従って速度制御することができる。環境制御回路４は、冷却源として働く凝縮器・蒸発器４１と熱源として働く凝縮器・蒸発器４２との間でヒートポンプとして動作し続ける。調節回路３は停止されている。すなわち、三方弁１６および１７は、ポンプ６と凝縮器・蒸発器４１とを含む回路３の枝路においてのみ伝熱流体の通過を可能にするように構成されている。三方弁１７および１８は、この枝路の循環を調節回路２の伝熱流体の循環と結合するように構成されている。その場合調節回路２は、ポンプ７と、電気エンジン調整熱交換器１２と、放熱器１３と、ポンプ６と、凝縮器・蒸発器４１とを備える。
【００５５】
２つのポンプ６および７のうちの一方だけを使用してこの回路内の伝熱流体を推進することを想定することも可能である。
【００５６】
図５の構成では、図４の構成の場合と同様に、電気エンジンによって放出される熱は、環境制御回路４を構成するヒートポンプの効率を改善するのに使用される。図４の構成と比べて、電気エンジンからの熱によって再加熱される伝熱流体の体積はより小さく、そのため、エンジンからの熱を、例えば、回路３の体積に対応する伝熱流体の体積に対して分配することにより得られるはずの温度より高い温度まで回路２の伝熱流体を再加熱することが可能になる。しかし、回路２の温度は、電気エンジンの最大動作温度によって決定される最大レベルより下に維持されなければならない。回路のこの温度が高くなりすぎるときには、ファン２４を作動させ、シャッタ３０を開くことができる。しかし、この温度が十分に低い場合には、シャッタ３０を閉じ、ファン２４を停止することが可能であり、それによって、環境制御回路４の動作に好都合な電気エンジンによって放出される最大量の熱を回復することが可能になる。また、後者の場合には、三方弁１８を作動させて放熱器１３およびポンプ７における伝熱流体の循環を妨げることも可能である。その場合回路２の伝熱流体は、ポンプ６によって推進される交換器１２および４１においてのみ循環する。
【００５７】
図６に、車両が停止され、その電池に再充電するために外部電力網に接続されるとき、および（例えば夏季における）外部温度が、乗客が客室において求める温度より高いときの熱調節システム１０の可能な動作モードを示す。三方弁１５は、今度は、回路１の伝熱流体を枝路１ｆと、客室３３を冷却するための熱交換器１１ｆに通すように設定されている。三方弁１６は、図１の構成と同じ構成にあり、よって、管路１９および２０を通る調節回路１と調節回路３の間の結合を実現する。バイパス回路３１の弁３２は、図１〜５では閉じられていたが、ここでは開いており、回路１から三方弁１６を通ってバイパス回路３１に至る伝熱流体の到来を可能にする。三方弁１７は図５の場合と同じ構成にあり、それによって、回路３のポンプ６および凝縮器・蒸発器４１を含む枝路が除外され、他方、この枝路が調節回路２に結合される。三方弁１８は、凝縮器・蒸発器４１から放熱器１３への循環を可能にするが、電気エンジン調整熱交換器１２への伝熱流体の循環を妨げるように設定されている。
【００５８】
回路２における伝熱流体の循環は、例えば、ポンプ６によって確保することができ、ポンプ７は停止されている。放熱器のシャッタ３０は開いており、ファン２４は、放熱器１３を通過する外気の流れによる回路１の伝熱流体の冷却を可能にするように作動される。環境制御回路４は空調モードで動作する。すなわち、切換弁１４は、凝縮器・蒸発器４２を冷却源として、凝縮器・蒸発器４１を熱源として使用するように設定されている。したがって環境制御回路４は、結合された回路１および３から熱を取り込み、この熱を回路２に放出し、この熱が回路２の温度を上げる。ファン２５は、最初は客室の空気が乗客によって求められる温度に下がるまで作動させ、次いで、少なくともある時間間隔にわたって切断することができ、一方環境制御回路４は、２つの結合された回路１および３の温度が、伝熱流体の濃縮および／または管路の耐冷性の危険が許容する最小温度まで降下するまで作動され続ける。よって、回路３を循環し、場合によっては回路３の貯蔵タンク（不図示）においても循環する伝熱流体には最大限の冷却が蓄積される。
【００５９】
この最小温度に到達した後で、ファン２４およびポンプ６は、回路２の温度を周囲空気の温度に近い値に戻すために、少しの間作動させ続けることができる。これらの動作の後には、２つのループ１および３上に冷却が蓄積されており、この冷却は、車両が走行しているときに、車両の電池からエネルギーを取り込まずに、客室を冷却し、また場合によっては電気部品を冷却するために使用することができる。
【００６０】
図７に、図２の動作モードと比較的類似した動作モード、すなわち、調節回路２が交換器１２によって電気エンジンを冷却するように独立に動作し、伝熱流体が連続してポンプ７、熱交換器１２および放熱器１３を通り、シャッタ３０が開いており、ファン２４がエンジンの冷却の必要に従って作動され得る動作モードが描かれている。三方弁１６は、この場合もやはり、管路１９および２０を介して回路１および３の伝熱流体の循環を結合するように構成されている。三方弁１５は、伝熱流体を、回路１の枝路１ｆおよび客室の空気を冷却するための熱交換器１１ｆに通すように構成されている。ファン２５は、客室の空気の冷却の必要に応じて、作動させることも停止することもできる。弁３２ならびに三方弁１７および１８は、回路３のポンプ６および凝縮器・蒸発器４１を備える枝路を除外し、他方、バイパス回路３１を通る伝熱流体の循環を可能にするように設定されている。図７に従った動作の変形を想定することも可能であり、それらの変形は、バイパス回路３１を通るのではなく、ポンプ７および凝縮器・蒸発器４１を備えるこの枝路における伝熱流体の通過を可能にするはずであることに留意すべきである。同様に、図２に従った変形動作モードを想定することも可能であり、この動作モードでは、回路３の伝熱流体は、ポンプ６および凝縮器・蒸発器４１を通るのではなく、バイパス回路３１を通るはずである。環境制御回路４は停止されている。客室の空気の冷却は、熱交換器１１ｆを介して回路１および３の伝熱流体によって放出される冷却によって確保され、これらの熱交換の強度は、一方ではポンプ５によって強いられる伝熱流体の流量を変更することによって、他方ではファン２５によって交換器１１ｆを通る空気の流量を変更することによって調節することができる。
【００６１】
したがって、この動作モードでは、客室の空気の適切な温度を保つのに、ポンプ５およびファン２５を作動させるために必要とされる電気エネルギーさえあればよい。
【００６２】
図８に、夏季に、回路１および３の伝熱流体の温度がまだ客室の空気の冷却を確保するのに十分なほど低く、外気が、調節回路２によって、電気エンジンの（および／または、変形形態によれば、エンジンのアクセサリ（充電器、電子部品）および／または電池の）十分な冷却を確保するには高すぎる温度であるときに使用することができる熱調節システム１０の動作モードを示す。
【００６３】
図８の構成は、バイパス回路３１の弁３２が閉じられており、三方弁１７および１８が、電気エンジン温度調整熱交換器１２内の回路３の流体の通過を可能にするように設定されているという点で、図７の構成と異なる。したがって、回路１および３の伝熱流体に蓄積された冷却は、一部は交換器１１ｆにおいて客室の空気に、一部は交換器１２において電気エンジンに放出される。
【００６４】
図９に熱調節システム１０の夏季動作モードを示す。この夏季動作モードは大体において図３に描かれている冬季動作モードと同様である。調節回路２は独立の回路として動作し、ポンプ７は、伝熱流体を推進して内燃機関調整交換器１２に通し、次いでファン２４によって引き込まれる外気が通過する放熱器１３に通す。三方弁１６および１７は、回路１と回路３とに別々の伝熱流体の循環を強いるように設定されている。回路３において弁３２は閉じられている。図３の場合と異なり、三方弁１５は、伝熱流体に、回路１の枝路１ｆと、客室の空気を冷却するための交換器１１ｆとを通過させる設定にある。
【００６５】
ポンプ５、６、および７はそれぞれ、調節回路１、３および２のうちの１つにおける伝熱流体の循環を確保する。切換弁１４は図３の設定とは逆の設定にあり、そのため、凝縮器・蒸発器４１を環境制御回路４のための熱源として動作させ、凝縮器・蒸発器４２をこの環境制御回路４のための冷却源として動作させる。したがって環境制御回路４は、客室の空気を冷却するための従来の空調システムとして動作するが、この空調回路は、外気の温度よりは高くない温度の熱源を有し、そのため、回路の効率を改善し、電力消費を低減することが可能になる。
【００６６】
この動作モードは、図６の動作モードに従って回路１および３に冷却を蓄積した後で、回路１および３の伝熱流体が徐々に、客室の空気の温度に近すぎる温度まで、または客室の空気の温度より高い温度にまでさえ再加熱されており、同時に依然として車両外部の空気の温度より低温のままであるときに有益である。その場合図９に描かれている動作モードは、環境制御回路４を空調システムとして使用することを可能にし、この空調システムが熱源として外気を使用する場合よりも有利な効率を伴う。
【００６７】
図１０に、車両が暑い夏の日に走行しており、図６〜９の動作モードを使用した後で、回路３の伝熱流体の温度が回路２の伝熱流体の温度と同程度になっている、すなわち、回路３の伝熱流体の温度は依然として回路２の伝熱流体の温度より下であるが、これら２つの温度の差は偏差閾値を下回るときに実施することができる熱調節システム１０の別の動作モードを示す。図１０の動作モードは、切換弁１４が、回路４の冷媒を、凝縮器・蒸発器４１を熱源として使用し、凝縮器・蒸発器４２を冷却源として使用するように循環させる設定にあること、および三方弁１５が、伝熱流体を枝路１ｃに送り込むのではなく、回路１の伝熱流体を枝路１ｆと熱交換器１１ｆとに送り込むように設定されていることを除いては、図５に描かれている冬季動作モードとほとんど同一である。
【００６８】
他方、回路２の伝熱流体に対して課せられるべき温度が電気エンジンの冷却要件と冷却回路４の効率とのトレードオフの結果であった図５の動作モードとは対照的に、図１０の動作モードの場合には、回路２の伝熱流体の温度を可能な限り低い温度レベルに維持することに利益が生じる。したがって放熱器１３のシャッタ３０は常に開いたままである。ファン２４を動作させるか否かの選択を、このファンによって発生する電力消費が環境制御回路４上で得られる効率の利得によって補償されるか否かに応じて、また電気エンジンの冷却要件に応じて行うことができる。
【００６９】
調節回路３は停止されており、そのため、この回路内で伝熱流体を循環させるのに必要なポンプ６のエネルギーの節約が生じる。
【００７０】
図１１〜２０に、環境制御回路４が切換弁を備えない本発明の別の実施形態を示す。したがって冷媒は、この環境制御回路の管路においては常に同じ方向に循環する。他方、この環境制御回路４は、２つではなく、４つの熱交換器４０、４２ｂ、４３および４１を備え、２つの膨張弁９ａ、９ｂと、２つのバイパス管路５６および５９とを備える。これらのバイパス管路５６および５９は、それぞれ、三方弁４５および５４によって開閉させることができ、冷媒を２つの膨張弁９ｂ、９ａの一方または他方に迂回させて、少なくとも２つの熱交換器、この場合には熱交換器４１、４３を冷却源と熱源として択一的に動作させることができる。
【００７１】
図１３に示すように、熱調節システム１０は、圧縮機８が設けられた環境制御回路４を備える。圧縮機８は冷媒を、まず、熱交換器４２ｂ、膨張弁９ｂおよび三方弁４５を通る回路５５の第１の部分に送り込む。三方弁４５の位置に応じて、冷媒は、まず交換器４２ｂを、次いで膨張弁９ｂを通るか、またはまず交換器４２ｂを通り、次いで膨張弁９ｂを迂回して三方弁４５に達するバイパス管路５６を通る。次いで冷媒は回路の第２の部分５７を通り、熱交換器４３および熱交換器４１、次いで三方弁５４を連続して通る。三方弁５４の位置に応じて、その場合冷媒は、バイパス部分５９を通って圧縮機８に直接戻ることもでき、回路の第３の部分５８を通り、膨張弁９ａ、次いで熱交換器４０を連続して通った後で圧縮機８に戻ることもできる。熱交換器４０は、回路４の冷媒とファン２５によって交換器４０を介して引き込まれる客室の空気との間の熱交換を可能にするために車両の客室３３内に配置されている。熱交換器４３は、車両の客室３３の外部に配置されており、車両の前進運動によりこの交換器を介して引き込まれ、かつ／またはファン２４によって引き込まれる車両外部の空気と接している。交換器４１および４２ｂは、環境制御回路４の冷媒と熱調節システム１０の他の管路内を循環する伝熱流体との間の熱交換を可能にするように、客室３３の外部に配置されている。熱調節システム１０は、その中を同じ伝熱流体が循環することのできる相互に接続された管路１ａ、１ｂ、１ｃ；３ａ、３ｂ、３ｃ；２ａ、２ｂ；５１ａ、５１ｂ、５１ｃ；５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５２３からなる組部品を備える。管路１ａは客室３３を通り、客室３３において管路１ａは熱交換器１１ｅを通り、管路内を循環する伝熱流体とファン２５によって交換器１１ｅを介して引き込まれる客室の空気との間で熱が交換されることを可能にする。
【００７２】
またこの管路１ａ上には、伝熱流体を再加熱するのに使用されるＰＴＣ抵抗器２７も配置されている。ＰＴＣ抵抗器２７は客室３３の外部に位置していても内部に位置していてもよい。また管路１ａは熱交換器４２ｂも通り、管路１ａを通る伝熱流体と環境制御回路４の冷媒との間で熱が交換されることを可能にする。熱交換器４２ｂは客室３３の外部に位置する。管路１ｂはポンプ５を備え、ポンプ５は熱交換器４２ａを通して伝熱流体を送り、この管路を通る伝熱流体と環境制御回路４の冷媒との間で熱が交換されることを可能にする。管路１ｂは、交換器４２ａと４２ｂとの間に位置する三方弁４４において管路１ａと再合流する。管路１ａおよび１ｂは、三方弁４４とは反対側のそれらの端部において相互に接続されており、他の３つの管路５１ａ、５２ａ、および５３ａに接続されている。三方弁４４は、管路１ａ、１ｂおよび５１ｂのうちの２つまたは３つの端部を接続するのに使用することができる。管路３ａは、弁３２ａによって開閉することができ、管路５１ｂをその入口のところで三方弁４４と、ポンプ５の上流側とに連結する。管路５１ｂは三方弁４４と三方弁４９とを連結し、三方弁４９は管路５１ｂ、２ｂおよび３ｃの端部を接続する。管路２ｂは、伝熱流体を推進して、三方弁４９から、やはり管路２ｂに沿って位置する熱交換放熱器１３まで送ることができるポンプ７を含む。放熱器１３は、管路２ｂの伝熱流体とファン２４によって放熱器１３を介して引き込まれる車両外部の空気との間の熱交換を可能にする。放熱器１３は、車両の空気力学を改善するために、放熱器を通る空気流を防ぐことを可能にする向き付け可能なシャッタ３０を備えることができる。管路３ｃは三方弁４９に向けて伝熱流体を推進することができるポンプ６を備える。この管路３ｃ上には、この管路を通る伝熱流体を再加熱するのに使用されるＰＴＣ抵抗器２７ａが配置されている。
【００７３】
ＰＴＣ抵抗器２７ａの下流では、管路３ｃが熱交換器４１を通り、この管路を通る伝熱流体と環境制御回路４の冷媒との間で熱が交換されることを可能にする。管路３ｃは、ポンプ６に対してその上流側端部において、管路５３ａによって、ポンプ５の上流の管路１ｂに連結されている。管路２ｂは、ポンプ７に対してその上流側端部において、管路５２ａによって、ポンプ５の上流の管路１ｂの端部に連結されている。管路３ｂは、管路２ｂのポンプ７に対する上流側端部と管路５１ｂとを連結する。管路３ｂ内の伝熱流体の循環は、弁３２ｂによって停止し、または使用可能にすることができる。管路５２ａおよび５３ａは、中継管路６０によって、大体その中間において連結されている。管路５１ａは、順に、（ポンプ７と放熱器１３とに対する）管路２ｂの下流側端部、三方弁４９と反対側の管路３ｂの端部、三方弁４４と反対側の管路３ａの端部、および管路１ｂのポンプ５に対する上流側端部を連結する。この管路５１ａ上には、数リットルの量の伝熱流体を含むことができるタンク５０が配置されていてもよく、それによって伝熱流体は、管路５１ａを循環するときにタンク５０を通る。有利には、このタンクは、タンクに含まれる伝熱流体とタンクの外部の伝熱流体との間の熱交換を回避するようにその外表面が断熱され、また反対に、タンクを出入りする伝熱流体とタンク内に存在する伝熱流体との間の熱交換を促進するように配置される。
【００７４】
管路２ａは、バイパス部分６０とポンプ５の上流側との間で管路５２ａに接続されている。この管路２ａは、電気エンジンの温度を調整することを可能にする熱交換器１２を通り、管路５２ａと反対側のその端部において三方弁４７と再結合する。管路１ｃはバイパス区間６０とポンプ５の上流側との間で管路５３ａに接続されている。その他方の端部において管路１ｃは三方弁４６に再結合する。管路１ｃは、車両の電源電池の温度を調整することを可能にする熱交換器１１ｆを通る。管路５１ｃは三方弁４４と三方弁４６とを連結する。管路５３ｂは三方弁４４と三方弁４７とを連結する。熱交換器４１と三方弁４９との間には、三方弁４８が第１の経路によって管路３ｃに連結されている。この三方弁４８は、第２の経路において、管路５２ｂを通って、ポンプ７と三方弁４９との間で管路２ｂに連結されている。またこの三方弁４８は、その第３の経路において、同時に三方弁４６の入口と三方弁４７の入口にも接続されている。
【００７５】
図１１に、車両がその電池を再充電するために外部電力網に接続されおり、例えば冬季などに、外部温度が客室内で求められる温度より低いときに実施可能な、図１３の熱調節システムの動作モードを示す。この構成において、環境制御回路４は作動されており、三方弁４５および５４は冷媒を、熱交換器４０にも、凝縮器・蒸発器４２ａを通しても、膨張弁９ａを通しても送らず、他方、冷媒が膨張弁９ｂを通るように設定されている。この構成において、熱交換器４３は環境制御回路４のための冷却源として動作し、交換器４２ｂはこの同じ環境制御回路のための熱源として動作する。回路４の冷媒は圧縮機８を通り、次いで液化されることにより凝縮器・蒸発器４２ｂに熱を放出し、冷媒を蒸発させることによりその圧力を低減する膨張弁９ｂを通り、次いで凝縮器・蒸発器４３を通り、そこで、ファン２４によって引き込まれる外気から熱を取り込むことによって気化され、次いで凝縮器・蒸発器４１を通り、管路３ｃを通る伝熱流体からさらに多くの熱を取り込み、三方弁５４を通って圧縮機８に戻る。ポンプ７は作動していない。弁３２ａおよび３２ｂは閉じられている。三方弁４４、４６、４７、４８、４９は、伝熱流体が管路５１ｂ、１ｂ、５１ａ、３ｃおよび１ａのみを通るように設定されている。これらの管路からなる回路は２つのループ、すなわち、枝路１ａと枝路１ｂとによって形成され、ループ内の流体の循環が基本的にポンプ５によって確保される第１のループと、枝路１ａ、５１ａ、３ｃおよび５１ｂからなり、ループ内の伝熱流体の循環が基本的にポンプ６によって確保される第２のループとを備える。この二重ループ内の液体を推進するのに２つのポンプ５および６のうちの一方だけを使用することを想定することも可能である。この二重ループを通る伝熱流体は、車両外部の空気から環境制御回路４によって取り込まれる熱によって凝縮器・蒸発器４２ｂにおいて再加熱される。またこの伝熱流体は、ヒートポンプ回路４と並列にＰＴＣ抵抗器２７を動作させることによって再加熱することもできる。ファン２５が客室３３の空気を引き込むための熱交換器１１ｅを通ることにより、伝熱流体は、客室の空気の温度を、車両の発車のために求められるレベルまで上げるのに使用され得る。ヒートポンプとして動作する環境制御回路４によってこのように取り込まれる熱は、二重ループを通る伝熱流体に蓄積され、これは特にタンク５０に含まれる伝熱流体の体積を構成する。ファン２５を停止した後で、伝熱流体の温度を、例えば、伝熱流体の沸点温度によって、あるいは抵抗器および管路によって決定される望ましい最大値まで上げることができる。例えば、環境制御回路４を停止し、伝熱流体を図１１の場合と同じ管路において循環させ、ＰＴＣ抵抗器２７だけを作動させることによる、冬季に電池を再充電するときの熱調節システム１０のための別の予備調整モードを想定することもできる。
【００７６】
図１２に、車両を発進させた後で、図１１に描かれているような予備調整ステップに続いて使用することができる、図１３の調節システム１０の別の動作モードを示す。図１２において、環境制御回路４は停止されている。管路１ａ、５１ａ、３ｂ、５１ｂおよび１ｂからなる、伝熱流体が中を循環する二重ループは、ポンプ５および６によって図１１の場合と同様に引き続き作動され、ファン２５は客室３３の空気を再加熱する必要に従って作動される。この二重ループに、特にタンク５０に蓄積される熱は、客室３３の空気を再加熱するために熱交換器１１ｅによって徐々に放出される。二重ループ内の循環とは独立の伝熱流体の第２の循環がポンプ７によって確保され、ポンプ７は伝熱流体を、ファン２４によって引き込まれる車両外部の空気が通過する放熱器１３を通して送り、次いで管路１ｃおよび２ａを通し、それによって、熱交換器１１ｆおよび熱交換器１２を通って電池と車両の電気エンジンとを同時に冷却するようにする。三方弁４６、４７、４８および４９は、交換器１１ｆおよび１２を通過した伝熱流体を、次いでポンプ７の方へ再度方向付けるように設定されている。例えば、管路５２ａおよび管路５３ａ上の、これらの管路が管路１ｂに再合流する箇所に、断面絞り部を配置し、それによって、枝路１ａ、１ｂおよび３ｃによって範囲が定められる蓄積二重ループにおいて、枝路１ｃ、２ａおよび２ｂによって範囲が定められる冷却回路からの伝熱流体の漏れの危険が制限されるようにすることもできる。これらの絞り部が正しく較正されており、三方弁４６、４７、４８および４９が適切な設定にある場合、２つの独立の循環が、図１２に示すように、一方では蓄熱二重ループとして、他方では冷却回路として確立される。
【００７７】
図１３に、調節システム１０が図１１および１２の動作モードを経た後で、蓄熱二重ループの伝熱流体の温度が閾値温度を下回り、この温度ではもはや熱交換器１１ｅを介して客室３３の空気を十分に再加熱することができなくなったときの、図１１および１２のシステムの動作モードを示す。図１３の動作モードは、原則として、図３に描かれている動作モードに類似したものである。環境制御回路４は作動されており、図１１の場合と同じ構成にある。すなわち、凝縮器・蒸発器４２ｂは熱源として動作し、凝縮器・蒸発器４３および４１は冷却源として動作している。枝路１ｃ、２ａおよび２ｂには引き続き、ポンプ７により放熱器１３を介して伝熱流体が独立に供給される。弁３２ａは開いており、三方弁４４および４９は、管路３ｃ、３１ｂ、３ａおよび５１ａを通って独立の伝熱流体循環ループが確立されるように設定されている。
【００７８】
このループは、タンク５０を含み、外部温度より高い温度であるがあまり高くはなく、客室の空気の温度よりもわずかに高いだけの伝熱流体を含む蓄熱ループを形成する。この蓄熱ループは、ヒートポンプとして動作する環境制御回路４のための冷却源としての熱の蓄積として働く。よってシステムの効率は、冷却源として外気を直接使用するはずのヒートポンプと比べて改善される。三方弁４４は、管路１ｂおよび１ａにおいて伝熱流体の独立の循環を確立させるように設定されており、この循環はポンプ５によって確保される。ポンプ５によって作動されるこの伝熱流体の循環ループは、凝縮器・蒸発器４２ｂにおいて伝熱流体によって受け取られる熱を、熱交換器１１ｅを介して客室の空気に転移するのに使用される。この循環ループの温度は客室の空気の温度より高いままにとどまる。この実施形態では、環境制御回路４は２つの「多段の」冷却源を含む、言い換えると、冷媒はまず外気が通過する凝縮器・蒸発器４３を通り、そこで外気から熱を取り込むことによって一部が気化され、次いで凝縮器・蒸発器４１を通り、そこで、その循環がポンプ６によって確保される蓄熱回路の伝熱流体から熱を取り込むことにより引き続き気化されることがわかるであろう。この蓄熱回路の冷却をＰＴＣ抵抗器２７ａを作動させることにより遅らせることも可能である。
【００７９】
図１４に、例えば、ポンプ６によって作動される蓄熱回路を通る伝熱流体の温度が、熱交換器１２による電気エンジンの十分な冷却を確保するのに十分なほど低くなるときに図１３の動作モードの代わりに適用することができる、図１１〜１３の熱調節システムの別の動作モードを示す。この動作モードは、本発明の第１の実施形態の図４に描かれている動作モードに類似したものである。図１４では、図１３とは異なり、ポンプ７は作動していない。環境制御回路４は図１３と同じ構成にある。三方弁４４は、管路１ａおよび１ｂによって範囲が定められる客室の空気を再加熱するためのループの、ポンプ５によって確保される独立の循環を可能にするように設定されている。三方弁４７および４８は、電気エンジン温度調整熱交換器１２を通る枝路２ａにおいて、管路３ａおよび３ｃを含む蓄熱回路においてポンプ６まで循環する伝熱流体の一部の通過を可能にするように設定されている。また、三方弁４６を、この蓄熱回路から枝路１ｃと、電池温度調整交換器１１ｆとに伝熱流体の一部を転送するようにも設定することを想定することも可能なはずである。交換器１１ｆおよび／または１２によってこのようにして回復される熱のおかげで、蓄熱回路の冷却が遅延され、ヒートポンプとして動作する環境制御回路４の効率が改善される。
【００８０】
図１５に、冬季に、図１１〜１４の動作モードのうちの１つまたは複数を使用した後で、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度がある閾値よりも低くなったときに使用することができる図１１〜１４の調節システム１０の動作モードを示す。
【００８１】
この動作モードは、原則として、図５に描かれている動作モードと同様である。すなわち、環境制御回路４は、例えば図１４に描かれている構成ではヒートポンプとして動作し、ポンプ５は管路１ａおよび１ｂに制限される客室の空気を再加熱するための回路（またはループ）に供給する。伝熱流体の循環は、三方弁４４の設定により、局所的にこの回路だけに制限される。三方弁４６、４７、４８および４９は、タンク５０を伝熱流体の循環から除外するように設定されている。弁３２ａおよび３２ｂは閉じられている。三方弁４６、４７、４８および４９の設定は、放熱器１３を通る管路２ｂ、凝縮器・蒸発器４１を通る管路３ｃ、エンジン温度調整熱交換器１２を通る管路２ａ、および電池温度調整熱交換器１１ｆを通る管路１ｃを含む冷却回路において伝熱流体の独立の循環を確立するのに使用される。伝熱流体の循環はポンプ６および７によって確保することも、これら２つのポンプの一方だけによって確保することもできる。
【００８２】
環境制御回路４は、一方では、車両外部の空気により凝縮器・蒸発器４３において、他方では管路３ｃを通る伝熱流体により凝縮器・蒸発器４１においてそのための冷却源が供給されるヒートポンプとして動作する。図１４の構成と比べた図１５の構成の利点は、凝縮器・蒸発器４１を含む回路の伝熱流体の総体積がより小さく、それによって電気エンジンと電池とで回復される熱の「希釈」がより小さくなることである。外気の温度に応じて、外部温度がさらに多くの熱の回復を可能にするのに十分な高さである場合には、放熱器１３のシャッタ３０が開け放され、ファン２４が始動されてもよく、他方、シャッタ３０は放熱器１３における熱交換を防ぐために閉じられていてもよい。
【００８３】
図１６に、今度は、夏季に、外部温度が客室内で求められる温度より高いときの、図１１〜１５の熱調節システムの動作モードを示す。この動作モードは、車両が停止され、その電池を再充電するために外部電力網に接続されているときに実施することができる。環境制御回路４は、今度は、客室３３に対して空気調整モードで動作するように構成されている。環境制御回路４は、凝縮器・蒸発器４３を熱源として使用し、凝縮器・蒸発器４０および４２ａを冷却源として使用する。このために、三方弁５４は、膨張弁９ａおよび凝縮器・蒸発器４０を備える回路の部分５８への冷媒の通過を可能にし、他方、バイパス部分５９への冷媒の通過を妨げるように設定されている。三方弁４５は、冷媒がバイパス部分５６を経由して膨張弁９ｂを迂回するように設定されている。
【００８４】
環境制御回路４は、ファン２４によって凝縮器・蒸発器４３を介して引き込まれる車両外部の空気に向かう熱を拒絶する。他方では、環境制御回路４は、一方では、ファン２５により凝縮器・蒸発器４０を介して引き込まれる客室３３の空気から、他方では、蓄熱回路、すなわち、ポンプ５により確保されているこの蓄熱回路内の伝熱流体の循環から熱を取り込む。蓄熱回路は特にポンプ５とタンク５０とを備える。弁３２ｂは開いており、弁３２ａは閉じられており、三方弁４６、４７、４８、４９は、一方では、管路１ｂ、５１ｂ、３ｂ、５１ａからなり、他方では管路１ｂ、５１ｃ、１ｃおよび５３ａからなる二重ループにおける伝熱流体の循環を可能にするように設定されている。
【００８５】
管路１ｅは電池温度調整熱交換器１１ｆを通る。蓄熱回路から取り込まれる熱（言い換えると、蓄熱回路に放出される冷却）は、一方では、車両を発進させた後で、特に車両が発車した後の客室の空気に復元することのできる「比冷却（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｌｄ）」の蓄えを有するように伝熱流体を冷却するのに使用され、他方では、電池の再充電の間に電池を再冷却するのに使用される。またこの熱は、客室の温度を、熱交換器４０を介して、車両の発車のために求められるレベルまで下げるのにも使用される。外部温度が過度に高くない場合には、電池の再充電の間に、図１６に描かれているのと同様の動作モードを想定することも可能であるが、その場合、伝熱流体は、枝路５１ｂ、３ｂ、５１ａ内、およびタンク５０内には循環させないはずであり、ファン２５は作動されないはずである。環境制御回路４によって取り込まれる熱は、その場合基本的には、凝縮器・蒸発器４２ａから取り込まれるはずであり、交換器１１ｆによって電池を冷却するのに使用されるはずである。
【００８６】
図１７に、図１６に描かれている動作モードに従って予備調整ステップを実行した後で車両が発車したばかりであるときに使用することができる、図１１〜１６の熱調節システム１０の動作モードを示す。図１７において、環境制御回路４は停止されており、伝熱流体管路の弁およびポンプはすべて、図１２に描かれている動作モードの場合と全く同じ構成にある。しかし、図１７の動作モードにおいては、伝熱流体が交換器１１ｅを通るときに図１２の動作モードで放出される熱の代わりに客室３３の空気に放出されるのは冷却である。したがって、伝熱流体に蓄積された冷却は、ポンプ５およびファン２５を作動させるのに必要とされる以外のどんな電気エネルギーも使用せずに、客室の空気を再冷却することを可能にする。
【００８７】
図１８には、車両が夏季に走行しているときに、図１６および図１７に描かれている動作モードを使用した後で、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が、熱交換器１１ｅ内での伝熱流体の通過だけによって客室３３の空気の冷却を確保するにはもはや不十分になったときに使用することができる、図１１〜１７の熱調節システム１０の動作モードが描写されている。環境制御回路４は空調モードで作動されており、これは環境制御回路４が図１６と同じ構成にあり、凝縮器・蒸発器４０が冷却源として動作し、客室３３の空気を冷却することを意味する。弁３２ａは開いており、弁３２ｂは閉じられている。三方弁４６、４７、４８および４９は、３つの独立の流体循環ループを確立するように設定されている。第１のループは管路１ｂ、５１ｃ、１ｃ、５３ａを含み、このループ内の伝熱流体の循環はポンプ５によって確保される。熱はこのループから凝縮器・蒸発器４２ａを介して環境制御回路４によって取り込まれ、熱交換器１１ｆを介して電池を冷却するのに使用される。
【００８８】
第２のループは管路２ｂ、５２ａ、２ａ、５２ｂ、および三方弁４７と４８との間の管路を含む。このループ内の伝熱流体の循環はポンプ７によって確保される。伝熱流体は、放熱器１３を通り、そこでファン２４によって引き込まれる外気によって冷却され、次いで、電気エンジン温度調整交換器１２を通ってからポンプ７に戻る。
【００８９】
第３のループは管路５１ｂ、３ａ、５１ａおよび３ｃを含む。このループ内の伝熱流体の循環はポンプ６によって確保され、このループと環境制御回路４との間の熱交換は凝縮器・蒸発器４１を介して行われる。図１８の構成は、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が放熱器１３を通る伝熱流体の温度よりも、または車両外部の空気の温度よりも低いままである限り有益となり得る。この構成において、冷媒は、凝縮器・蒸発器４２ａから熱を取り込むことによって気化し、圧縮機８を通り、伝熱流体が管路１ａ内を循環しないためにあまり熱交換を伴わずに凝縮器・蒸発器４２ｂを通り、次いで冷媒は、凝縮器・蒸発器４３において、ファン２４により引き込まれる外気に熱を放出することによって液化し、凝縮器・蒸発器４１においてさらに熱を放出することができる。したがって、タンク５０の伝熱流体の温度が車両外部の空気の温度より低いままにとどまる限り、熱源が、例えば、放熱器１３とエンジン冷却ループからなる、あるいは車両外部の空気からなるはずの環境制御回路と比べて、環境制御回路４の効率を最適化することを可能にする「低温の」熱源が生じる。
【００９０】
図１９に、夏季に、例えば、図１６〜１８の動作モードを経た後で、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が車両外部の空気より高くなったときに使用され得る図１〜１８の熱調節システム１０の動作モードを示す。環境制御回路４は空調モード、すなわち、図１８の場合と同じ構成にあり、弁３２ａおよび３２ｂは閉じられており、三方弁４６、４７、４８、４９は、タンク５０を除外し、管路１ｃ、２ａ、３ｃ、２ｂを含む単一の共通伝熱流体循環網を確立するように設定されている。
【００９１】
伝熱流体の循環は、ポンプ６および７によって、または２つのポンプのうちの一方によって確保され得る。伝熱流体は、エンジン温度調整熱交換器１２、電池熱調整熱交換器１１ｆを通り、電気エンジンと、電池とによって放出される熱を取り込み、また、凝縮器・蒸発器４１においても熱を取り込む。次いで伝熱流体は、ファン２４によって引き込まれる空気が通過する放熱器１３を通過することにより冷却される。環境制御回路４は２つの熱源、すなわち、ファン２４によって引き込まれる車両外部の空気が通過する凝縮器・蒸発器４３と、外気の温度より先験的にわずかに高い温度の伝熱流体が通過する凝縮器・蒸発器４１とを有する。伝熱流体の比熱が空気に対してより高いために、凝縮器・蒸発器４１からなる第２の熱源は、凝縮器・蒸発器４３を通る空気より高い温度ではあるが、環境制御回路４からさらに熱を取り込むのに有利な状態のままにとどまる。次いで冷媒は、膨張弁９ａおよび凝縮器・蒸発器４０を通ることにより気化されて、この凝縮器・蒸発器を通る客室３３の空気を冷却する。図１８の場合と同様に、次いで冷媒は、伝熱流体が管路１ａ内を循環しないために、あまり熱交換を伴わずに凝縮器・蒸発器４２ｂを通過する。
【００９２】
図２０〜２１は、図１〜１９に共通の要素を含み、その場合、同じ要素は同じ参照符号を有する。図２０および２１には、環境制御回路４が今度は圧縮機８と単一膨張弁９とを備え、凝縮器４２ｂが熱源として動作し、３つの蒸発器４０、４２ａおよび４３が常に環境制御回路４に対して冷却源として動作する本発明の一実施形態が描かれている。環境制御回路４は圧縮機８と膨張弁９とを連結し、凝縮器４２ｂを通る高温の半ループ６１を含む。圧縮機８の入口の上流には、２つの低温の半ループ６２および６３によって膨張弁９に連結された三方弁６６がある。膨張弁９から来る流体はまず蒸発器４２ａを通り、次いで、弁６６の設定に応じて、半ループ６２を通って蒸発器４０を通過し、または半ループ６３を通って蒸発器４３を通過する。半ループ６２または半ループ６３から到達し次第、次いで冷媒は三方弁６６を通り、圧縮機８に到達する。蒸発器４３はファン２４によって蒸発器４３を介して引き込まれる車両外部の空気によって再加熱される。蒸発器４０は、車両の客室３３内部に配置されており、ファン２５によって引き込まれる客室の空気を通過させる。蒸発器４２ａおよび凝縮器４２ｂには、同じ伝熱流体を搬送することのできる管路７０の回路網の管路７１および７２が通されており、管路７０の回路網における伝熱流体の循環は、３つのポンプ５、６および７のうちの１つまたは複数によって確保される。
【００９３】
管路の回路網においては、３つの異なる管路上に、電気エンジンの温度を調整するのに使用される熱交換器１２、電気蓄電池の温度を調整するのに使用される熱交換器１１ｆ、および伝熱流体と車両外部の空気との間で熱を交換する熱交換放熱器１３とが挿入されている。放熱器１３は、ファン２４によって引き込まれる外気を通過させ、可動シャッタ３０が備わっている。管路のうちの２つには、管路内の伝熱流体の循環を停止し、または復旧するのに使用することができる弁３２ａおよび３２ｂがある。管路の回路網の５つの節には、伝熱流体循環ループを確立するのに使用することができる三方弁６４、６５、６７、６８、６９があり、循環ループは結合したり、切り離したりすることができる。
【００９４】
ポンプ５は蒸発器４２ａの上流の管路７１上に位置し、ポンプ６は凝縮器４２ｂの上流の管路７２上に位置し、ポンプ７は放熱器１３の上流の別の管路上に位置する。図２０の構成において、環境制御回路４の三方弁６６は、冷媒を半ループ６３に送り込むように設定されている。したがって冷媒は、客室３３を通る半ループ６２内は循環しない。ポンプ６と凝縮器４２ｂと客室３３内部に配置された熱交換器１１ｅとの間には伝熱流体循環ループが確立されている。またこの循環ループ上には、ここでは作動されていないＰＴＣ抵抗器２７ｂも配置されている。凝縮器４２ｂにより冷却回路４から取り込まれる熱は、ファン２５により交換器１１ｅを介して引き込まれる客室の空気に放出される。熱は、環境制御回路４により、一方では車両外部の空気と接する蒸発器４３において、他方では３つの結合された循環ループから到達する伝熱流体が通る蒸発器４２ａから取り込まれる。これらのループのうちの１つはエンジン温度調整熱交換器１２を通り、別のループは電池温度調整熱交換器１１ｆを通り、第３のループは伝熱流体貯蔵タンク５０を通る。図２０に描かれている動作モードは、電気エンジンと電池とによって放出される熱を回復することにより、また、特にタンク５０内に存在する伝熱流体に以前に蓄積された熱を活用することにより、客室の温度を加熱することを可能にする冬季動作モードである。外気の温度に応じて、放熱器１３のシャッタ３０は開いていても閉じられていてもよく、ファン２４は、蒸発器４２ａだけを冷却源として使用するために、または蒸発器４２ａと４３の両方を同時に冷却源として使用するために、作動させることも停止することもできるはずである。
【００９５】
図２１には、夏季に、客室において求められる温度が車両外部の温度より低いときに使用することができる図２０の熱調節システム１０の動作モードが描かれている。この動作モードは、例えば、車両がその電池を再充電するために外部電力網に接続されている間に、システム予備調整ステップを実行し、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度を車両外部の温度より低い温度まで下げた後で使用することができる。図２１の構成において、ポンプ７は活動状態にあり、弁３２ｂは閉じられており、弁３２ａは開いており、三方弁６４、６５、６７、６８、６９は、ポンプ７からエンジン温度調整熱交換器１２に至り、次いで車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器１３に至る独立の伝熱流体循環ループを確立するように構成されている。放熱器のシャッタ３０は開いており、ファン２４は放熱器１３を介して外気を引き込む。また三方弁も、ポンプ６から凝縮器４２ｂに至り、次いで蓄熱タンク５０に到達した後で再度ポンプ６に戻る別の独立の伝熱流体循環ループの確立を可能にするように設定されている。
【００９６】
ポンプ５からＰＴＣ抵抗器２７を通り、次いで蒸発器４２ａを通り、次いで電池温度調整熱交換器１１ｆを通った後でポンプ５に戻る別の独立の伝熱流体循環ループが確立されている。環境制御回路４の弁６６は、冷媒を、最初に蒸発器４２ａに通した後で、半ループ６２を通し、冷媒が蒸発器４０を通過するための客室３３を通して送るように設定されている。したがって冷媒は、半ループ６３内も蒸発器４３内も循環しない。冷媒は、膨張弁９を通過した後で、電池温度調整熱交換器１１ｆを通る循環ループの伝熱流体の温度を下げることにより、蒸発器４２ａにおいて一部気化される。次いで冷媒は、蒸発器４０を介してファン２５によって引き込まれる客室３３の空気の温度を下げることにより引き続き気化し、よって客室の空気の温度を下げ、圧縮機８に戻る。圧縮機８は冷媒をより高い圧力で凝縮器４２ｂに戻し、そこで冷媒は、貯蔵タンク５０を通る「予冷」伝熱流体に蓄積している熱を放出することによって液化する。したがって電気エンジンは、環境制御回路４の動作とは独立に冷却され、客室の空気および電池は、タンク５０および凝縮器４２ｂを通る伝熱流体に蓄積された冷却によってその効率が改善される環境制御回路４によって冷却される。
【００９７】
この構成は、特に、タンク５０内に存在する伝熱流体の温度が客室内の空気の望ましい温度より高いが、それでもなお、放熱器１３を通る伝熱流体の温度よりは低いときに有益となり得る。
【００９８】
本発明は説明される例示的実施形態だけに限定されるものではなく、多数の変形形態の対象とすることができる。車両の他の要素、特に他の電気部品が、熱交換器または温度調整凝縮器・蒸発器を備えていてもよい。本発明は、総エネルギー消費を、したがって、車両の燃料消費を低減するために、電気推進だけによる車両にも、ハイブリッド車両にも、内燃機関を備える車両にさえも適用することができる。図１〜２１に描かれているシステムについてのものも含めて、他の多数の動作モードを適用することができる。例えば、暖かい日に車両を発車させる前に、電池再充電ステップは、電池温度調整熱交換器を通って循環する伝熱流体を冷却するために、空調モードでの環境制御回路の始動を伴っていてもよい。再充電段階における電池の過熱が、熱および冷却をより大量の伝熱流体に蓄積するためであれ、客室の空気の温度を調整するためであれ、追加エネルギーの消費と同様に回避される。
【００９９】
伝熱流体回路の別の点における別の相補型ＰＴＣの追加を想定することも可能であり、また、客室の空気を直接加熱するためのＰＴＣの追加を想定することも可能である。また、客室の空気の温度調整は、伝熱流体回路を客室に通さずに、環境制御回路の蒸発器および凝縮器だけによって得ることもできる。「低温の」（すなわち車両外部の空気より低温の）伝熱流体ループは、その場合、もっぱら電気部品と車両の電池とにだけ使用されてもよい。
【０１００】
客室の空気の加熱を、客室の空気と接するＰＴＣ抵抗器と関連付けられた環境制御回路の凝縮器によって調節すること、および伝熱流体回路の交換器を介して客室の空気の冷却を調節することを想定することも可能である。
【０１０１】
客室の空気の冷却を環境制御回路の蒸発器によって調節すること、および、場合によってはＰＴＣ抵抗器に結合され、伝熱回路上に配置された、または客室の空気を直接再加熱する、伝熱流体回路の交換器を介して客室の空気の加熱を調節することを想定することも可能である。
【０１０２】
熱交換器を車両のエンジンと直接連結し、客室の空気と熱交換器を連結する伝熱流体の循環を設けることも可能である。
【０１０３】
単純な、不可逆的冷却ループであるが、伝熱流体の循環を変更することのできる可能性を有し、冷却ループの冷却源と熱源とを、一方は客室を通る伝熱流体ループと、他方は蓄熱ループとして使用される伝熱流体ループと択一的に接続することを可能にする冷却ループを備える本発明の変形形態を想定することも可能である。
【０１０４】
伝熱流体は、より一般的には、相を変化させることができる熱調節流体で置き換えることもできる。
【０１０５】
本発明による熱調節システムは、客室とエンジン室両方の温度を、客室とエンジンとの間で、ヒートポンプによる熱または冷却の回復のための潜在能力を最適化し、ヒートポンプの効率を最大化することによって管理することを可能にする。またこのシステムは、車両を発進させる前に、発車前であるために電池のエネルギーから取り込まれないある量の熱または冷却を、比熱として蓄積することも可能にする。よって総エネルギー消費および車両の走行距離がどちらも向上する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室および電気部品のための熱調節システム（１０）であって、前記車両外部の電力網に接続されているときに熱または冷却の蓄積を可能にする加熱手段（２７）および／または冷却手段（４）に結合された熱調節流体回路（３）を備えており、この流体回路が、前記回路と前記客室の空気との間の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を介して、またはヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）を介して、交互に、前記客室（３３）の空気中に熱および／または冷却を放出することができる、システム。
【請求項２】
−第１のポンプ（５）を供給元とし、前記客室（３３）に入る空気流の温度を調整するための、または前記電池の温度を調整するための第１の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を通る、前記客室（３３）のための第１の独立の熱調節流体回路（１）と、
−第２のポンプ（７）を供給元とし、前記車両外部の空気と熱を交換する放熱器（１３）を通り、前記エンジンの温度を調整する第２の熱交換器（１２）を通る、前記エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路（２）と、
−前記第１の回路（１）および／または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）に択一的に接続することができ、それ以外のときには、別個の独立の流体循環ループを形成することができる第３の蓄熱流体回路（３）と、
−第１の凝縮器・蒸発器（４１）を介して前記第３の流体回路（３）から熱または冷却を取り込むことができ、第２の凝縮器・蒸発器（４２、４２ａ、４２ｂ）を介して前記第１の流体回路（１）にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）と、
−前記第１の流体回路（１）または前記第３の流体回路（３）に連結されて、前記第３の回路（３）の温度、または相互に接続された前記２つの回路の温度を摂氏数十度だけ上げるのに使用される少なくとも１つの電気発熱体（２７、２７ａ、２７ｂ）と
を備える請求項１に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項３】
特に前記第１の回路（１）と前記第３の回路（３）との間の流体の交換を停止するために使用される少なくとも３つの三方弁（１５、１６、１７、１８、４４、４６、４７、４８、４９、６４、６５、６７、６８、６９）または３つの等価な装置であって、同時に、
−前記エンジン温度調整熱交換器（１２）と、前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）と、前記第３の流体回路（３）との間の流体の循環を確立する構成、
−前記車両外部の空気と熱を交換する前記熱交換放熱器（１３）と、前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）との間の流体の循環を確立する構成であり、これら２つの要素間の流体の前記循環が前記第３の流体回路（３）から隔離されている構成、または
−前記車両外部の空気と熱を交換する前記熱交換放熱器（１３）と、前記エンジン温度調整熱交換器（１２）と、前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）との間の流体の循環を確立する構成であり、これら３つの要素の流体の前記循環が前記第３の流体回路（３）から隔離されている構成
を択一的に獲得するために使用される、少なくとも３つの三方弁または３つの等価な装置を備える、請求項２に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項４】
前記三方弁（１７、１８、４７、４８、４９、６５、６７、６９）が、前記第２の回路（２）と前記第３の回路（３）との間の流体の循環を遮断または復旧するためにも使用される、請求項３に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項５】
前記第３の回路（３）が、この回路（３）から前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）を除外するのに使用される弁（３２）およびバイパス管路（３１）も備えている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項６】
前記第３の回路（３）が、この回路（３）から１つまたは複数の凝縮器・蒸発器（４２ａ、４２ｂ）を選択的に除外するために使用される複数の弁（３２ａ、３２ｂ）および複数のバイパス管路（３ａ、３ｂ）を備えている、請求項５に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項７】
外気温度センサを備えており、前記第１の流体回路（１）上または前記車両の前記客室（３３）内に配置された熱センサを備えており、前記第２の流体回路（２）上または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）上に配置された熱センサを備えており、かつ前記第３の流体回路（３）上に配置された熱センサを備えている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項８】
前記第３の回路（３）に含まれる流体の体積が前記第１の回路（１）に含まれる流体の体積および前記第２の回路（２）に含まれる流体の体積より大きい、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項９】
前記第３の流体回路（３）が相変態蓄熱器といった蓄熱手段を有する熱交換器を備えている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項１０】
加熱手段（２７、２７ａ、２７ｂ）および／または冷却手段（４）に結合された熱調節流体のための管路（１ａ、１ｂ、１ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、２ａ、２ｂ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５２３、７０）からなる回路を備える装置を用いた、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室（３３）および電気部品のための熱調節方法であって、
−前記車両が、特に前記車両の電池を再充電するために前記車両外部の電力網に接続されるときに、前記流体回路に熱または冷却を蓄積するステップと、
−次いで、
−最初に、前記回路と前記客室（３３）の空気との間の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を介して、
−次に、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）を介して、
前記流体回路から前記客室（３３）の空気に熱（あるいは冷却）を供給するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室（３３）および電気部品のための熱調節方法であって、前記車両が、
−第１のポンプ（５）を供給元とし、前記客室（３３）に入る空気流の温度を調整するための、または前記電池の温度を調整するための第１の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を通る、前記客室（３３）のための第１の独立の熱調節流体回路（１）と、
−第２のポンプ（７）を供給元とし、前記車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器（１３）を通り、第２のエンジン温度調整熱交換器（１２）を通る、前記エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路（２）と、
−前記第１の回路（１）および／または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）に択一的に接続することができ、それ以外のときには別個の独立の流体循環ループを形成することができる第３の蓄熱流体回路（３）と、
−第１の凝縮器・蒸発器（４１）を介して前記第３の流体回路（３）から熱／冷却を取り込むことができ、かつ第２の凝縮器・蒸発器（４２、４２ａ、４２ｂ）を介して前記第１の流体回路（１）にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）と
を備えており、
−前記車両を発進させる前に、前記車両外部の電力網のエネルギーを使用して、発熱体（２７、２７ａ、２７ｂ）または前記環境制御回路（４）を用いて、前記車両外部の空気の温度に対して前記第３の蓄熱流体回路の温度を上げることにより（あるいは下げることにより）、前記第１の回路（１）に連結可能な前記第３の蓄熱流体回路に熱（あるいは冷却）を蓄積するステップと、
−前記車両を発進させた後で、前記環境制御回路（４）を停止させ、前記第３の回路（３）を前記第１の回路（１）および／または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）に連結し、前記第３の流体回路（３）に蓄積された前記熱（あるいは前記冷却）を使用して、前記客室（３３）の温度と、それに加えて場合によっては前記エンジンおよび／または前記電池の温度とを調整するステップと、
−前記第３の回路（３）の前記流体の温度が前記客室（３３）の空気の温度との差を表す最小偏差と交差するときに、前記第１の回路（１）と前記第３の回路（３）との間の流体循環を切り離し、前記ヒートポンプ（４）または前記空調システム（４）を作動させ、最初に前記第１の回路（１）または前記客室（３３）と前記第３の回路（３）との間で、次に前記第１の回路（１）または前記客室（３３）と前記第２の回路（２）の少なくとも一部との間で、前記第３の回路（３）に特有の管路の流体循環を停止させるステップと
を含む方法。
【請求項１２】
前記外気の温度、前記エンジンの前記熱交換器（１２）上の温度、前記車両の前記客室（３３）内の温度、および前記第３の流体回路（３）の温度を相互に比較することにより、前記第１の流体回路（１）、前記第２の流体回路（２）、および前記第３の流体回路（３）をどのように接続するべきか決定し、前記環境制御回路（４）の動作モードまたは動作の欠如を決定する、請求項１１に記載の熱調節方法。
【請求項１】
電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室および電気部品のための熱調節システム（１０）であって、前記車両外部の電力網に接続されているときに熱または冷却の蓄積を可能にする加熱手段（２７）および／または冷却手段（４）に結合された熱調節流体回路（３）を備えており、この流体回路が、前記回路と前記客室の空気との間の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を介して、またはヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）を介して、交互に、前記客室（３３）の空気中に熱および／または冷却を放出することができる、システム。
【請求項２】
−第１のポンプ（５）を供給元とし、前記客室（３３）に入る空気流の温度を調整するための、または前記電池の温度を調整するための第１の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を通る、前記客室（３３）のための第１の独立の熱調節流体回路（１）と、
−第２のポンプ（７）を供給元とし、前記車両外部の空気と熱を交換する放熱器（１３）を通り、前記エンジンの温度を調整する第２の熱交換器（１２）を通る、前記エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路（２）と、
−前記第１の回路（１）および／または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）に択一的に接続することができ、それ以外のときには、別個の独立の流体循環ループを形成することができる第３の蓄熱流体回路（３）と、
−第１の凝縮器・蒸発器（４１）を介して前記第３の流体回路（３）から熱または冷却を取り込むことができ、第２の凝縮器・蒸発器（４２、４２ａ、４２ｂ）を介して前記第１の流体回路（１）にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）と、
−前記第１の流体回路（１）または前記第３の流体回路（３）に連結されて、前記第３の回路（３）の温度、または相互に接続された前記２つの回路の温度を摂氏数十度だけ上げるのに使用される少なくとも１つの電気発熱体（２７、２７ａ、２７ｂ）と
を備える請求項１に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項３】
特に前記第１の回路（１）と前記第３の回路（３）との間の流体の交換を停止するために使用される少なくとも３つの三方弁（１５、１６、１７、１８、４４、４６、４７、４８、４９、６４、６５、６７、６８、６９）または３つの等価な装置であって、同時に、
−前記エンジン温度調整熱交換器（１２）と、前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）と、前記第３の流体回路（３）との間の流体の循環を確立する構成、
−前記車両外部の空気と熱を交換する前記熱交換放熱器（１３）と、前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）との間の流体の循環を確立する構成であり、これら２つの要素間の流体の前記循環が前記第３の流体回路（３）から隔離されている構成、または
−前記車両外部の空気と熱を交換する前記熱交換放熱器（１３）と、前記エンジン温度調整熱交換器（１２）と、前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）との間の流体の循環を確立する構成であり、これら３つの要素の流体の前記循環が前記第３の流体回路（３）から隔離されている構成
を択一的に獲得するために使用される、少なくとも３つの三方弁または３つの等価な装置を備える、請求項２に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項４】
前記三方弁（１７、１８、４７、４８、４９、６５、６７、６９）が、前記第２の回路（２）と前記第３の回路（３）との間の流体の循環を遮断または復旧するためにも使用される、請求項３に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項５】
前記第３の回路（３）が、この回路（３）から前記第１の凝縮器・蒸発器（４１）を除外するのに使用される弁（３２）およびバイパス管路（３１）も備えている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項６】
前記第３の回路（３）が、この回路（３）から１つまたは複数の凝縮器・蒸発器（４２ａ、４２ｂ）を選択的に除外するために使用される複数の弁（３２ａ、３２ｂ）および複数のバイパス管路（３ａ、３ｂ）を備えている、請求項５に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項７】
外気温度センサを備えており、前記第１の流体回路（１）上または前記車両の前記客室（３３）内に配置された熱センサを備えており、前記第２の流体回路（２）上または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）上に配置された熱センサを備えており、かつ前記第３の流体回路（３）上に配置された熱センサを備えている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項８】
前記第３の回路（３）に含まれる流体の体積が前記第１の回路（１）に含まれる流体の体積および前記第２の回路（２）に含まれる流体の体積より大きい、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項９】
前記第３の流体回路（３）が相変態蓄熱器といった蓄熱手段を有する熱交換器を備えている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の熱調節システム（１０）。
【請求項１０】
加熱手段（２７、２７ａ、２７ｂ）および／または冷却手段（４）に結合された熱調節流体のための管路（１ａ、１ｂ、１ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、２ａ、２ｂ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５２３、７０）からなる回路を備える装置を用いた、電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室（３３）および電気部品のための熱調節方法であって、
−前記車両が、特に前記車両の電池を再充電するために前記車両外部の電力網に接続されるときに、前記流体回路に熱または冷却を蓄積するステップと、
−次いで、
−最初に、前記回路と前記客室（３３）の空気との間の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を介して、
−次に、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）を介して、
前記流体回路から前記客室（３３）の空気に熱（あるいは冷却）を供給するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
電池を動力とする電気エンジンによって完全にまたは部分的に推進される自動車の客室（３３）および電気部品のための熱調節方法であって、前記車両が、
−第１のポンプ（５）を供給元とし、前記客室（３３）に入る空気流の温度を調整するための、または前記電池の温度を調整するための第１の熱交換器（１１ｅ、１１ｆ）を通る、前記客室（３３）のための第１の独立の熱調節流体回路（１）と、
−第２のポンプ（７）を供給元とし、前記車両外部の空気と熱を交換する熱交換放熱器（１３）を通り、第２のエンジン温度調整熱交換器（１２）を通る、前記エンジンのための第２の独立の熱調節流体回路（２）と、
−前記第１の回路（１）および／または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）に択一的に接続することができ、それ以外のときには別個の独立の流体循環ループを形成することができる第３の蓄熱流体回路（３）と、
−第１の凝縮器・蒸発器（４１）を介して前記第３の流体回路（３）から熱／冷却を取り込むことができ、かつ第２の凝縮器・蒸発器（４２、４２ａ、４２ｂ）を介して前記第１の流体回路（１）にこの熱／冷却を放出することができる、ヒートポンプおよび／または空調システムを形成する環境制御回路（４）と
を備えており、
−前記車両を発進させる前に、前記車両外部の電力網のエネルギーを使用して、発熱体（２７、２７ａ、２７ｂ）または前記環境制御回路（４）を用いて、前記車両外部の空気の温度に対して前記第３の蓄熱流体回路の温度を上げることにより（あるいは下げることにより）、前記第１の回路（１）に連結可能な前記第３の蓄熱流体回路に熱（あるいは冷却）を蓄積するステップと、
−前記車両を発進させた後で、前記環境制御回路（４）を停止させ、前記第３の回路（３）を前記第１の回路（１）および／または前記エンジン温度調整熱交換器（１２）に連結し、前記第３の流体回路（３）に蓄積された前記熱（あるいは前記冷却）を使用して、前記客室（３３）の温度と、それに加えて場合によっては前記エンジンおよび／または前記電池の温度とを調整するステップと、
−前記第３の回路（３）の前記流体の温度が前記客室（３３）の空気の温度との差を表す最小偏差と交差するときに、前記第１の回路（１）と前記第３の回路（３）との間の流体循環を切り離し、前記ヒートポンプ（４）または前記空調システム（４）を作動させ、最初に前記第１の回路（１）または前記客室（３３）と前記第３の回路（３）との間で、次に前記第１の回路（１）または前記客室（３３）と前記第２の回路（２）の少なくとも一部との間で、前記第３の回路（３）に特有の管路の流体循環を停止させるステップと
を含む方法。
【請求項１２】
前記外気の温度、前記エンジンの前記熱交換器（１２）上の温度、前記車両の前記客室（３３）内の温度、および前記第３の流体回路（３）の温度を相互に比較することにより、前記第１の流体回路（１）、前記第２の流体回路（２）、および前記第３の流体回路（３）をどのように接続するべきか決定し、前記環境制御回路（４）の動作モードまたは動作の欠如を決定する、請求項１１に記載の熱調節方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公表番号】特表２０１３−５００９０３（Ｐ２０１３−５００９０３Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２３３６１（Ｐ２０１２−５２３３６１）
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１１８４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１５７３４
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０７３０８９０２）ルノー・エス・アー・エス (281)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１１８４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１５７３４
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０７３０８９０２）ルノー・エス・アー・エス (281)
【Ｆターム（参考）】
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