Gestion thermique intégrée et récupération de chaleur résiduelle
La gestion thermique intégrée désigne la coordination, à l’échelle du véhicule, des flux de chaleur de l’habitacle, de la batterie, de la chaîne de traction électrique, de l’électronique de puissance et du système de recharge. La récupération de chaleur résiduelle est l’une des stratégies de ce système : une chaleur qui serait autrement rejetée est réorientée vers un besoin thermique utile.
Ce qui rend un système intégré
L’intégration peut faire appel à des circuits de liquide de refroidissement ou de fluide frigorigène partagés, à des échangeurs thermiques, des pompes, des refroidisseurs, des vannes et une Heat Pump. Les vannes et les commandes peuvent relier ou isoler les circuits lorsque les besoins de fonctionnement évoluent. Une source de chaleur située dans une partie du véhicule peut alors répondre à un besoin thermique ailleurs.
L’intégration des commandes est aussi importante que le partage du matériel. Le véhicule doit déterminer quelles sources et quels puits thermiques sont disponibles, quelles températures sont sûres, et si le chauffage, le refroidissement ou l’isolation doit être prioritaire. Des composants regroupés dans un même module ne sont pas nécessairement gérés comme un seul système thermique, tandis que des composants séparés peuvent tout de même être coordonnés par les circuits et le logiciel.
Ce que signifie la récupération de chaleur résiduelle
Les moteurs, onduleurs, chargeurs embarqués et batteries peuvent dégager de la chaleur pendant leur fonctionnement. La récupération transfère la chaleur exploitable d’une telle source vers un autre besoin, par exemple le chauffage de l’habitacle ou de la batterie. Elle ne crée pas de chaleur nouvelle et n’est pas automatiquement disponible chaque fois qu’un chauffage est demandé.
La source doit fournir suffisamment de chaleur, à une température utile et au bon moment. Un compresseur ou un Electric Resistance Heater and PTC Heater peut rester nécessaire si la chaleur récupérable est insuffisante ou indisponible.
Limites importantes
Le partage de circuits ne rend pas interchangeables le conditionnement de l’habitacle, le Battery Preconditioning, le refroidissement de l’électronique de puissance et la protection thermique de la batterie. Chacun possède ses propres températures cibles et limites de sécurité. L’architecture et la stratégie de commande varient aussi selon le véhicule ; la présence d’un module intégré ne garantit donc pas un gain fixe de rendement ou d’autonomie.
Consultez Heating, Ventilation and Air Conditioning pour une présentation plus approfondie des systèmes climatiques et thermiques des véhicules électriques.