EP3938633A1 - Module de refroidissement pour vehicule automobile electrique a turbomachine tangentielle - Google Patents

Module de refroidissement pour vehicule automobile electrique a turbomachine tangentielle

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EP3938633A1
EP3938633A1 EP20726180.1A EP20726180A EP3938633A1 EP 3938633 A1 EP3938633 A1 EP 3938633A1 EP 20726180 A EP20726180 A EP 20726180A EP 3938633 A1 EP3938633 A1 EP 3938633A1
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EP
European Patent Office
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cooling module
turbomachine
flaps
cooling
heat exchangers
Prior art date
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Pending
Application number
EP20726180.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Amrid MAMMERI
Kamel Azzouz
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a cooling module for an electric motor vehicle, with a tangential turbomachine.
  • the invention also relates to an electric motor vehicle provided with such a cooling module.
  • a cooling module (or heat exchange module) of a motor vehicle conventionally comprises at least one heat exchanger and a ventilation device adapted to generate an air flow in contact with at least one heat exchanger.
  • the ventilation device thus makes it possible, for example, to generate a flow of air in contact with the heat exchanger, when the vehicle is stationary.
  • the at least one heat exchanger is of substantially square shape, the ventilation device then being a propeller fan whose diameter is substantially equal to the side of the square formed by the heat exchanger .
  • the heat exchanger is then placed next to at least two cooling bays, formed in the front face of the body of the motor vehicle.
  • a first cooling bay is located above the bumper while a second bay is located below the bumper.
  • Such a configuration is preferred because the heat engine must also be supplied with air, the engine air intake conventionally being located in the passage of the air flow passing through the upper cooling bay.
  • electric vehicles are preferably provided only with cooling bays located under the bumper, more preferably with a single cooling bay located under the bumper.
  • the electric motor does not need to be supplied with air. And reducing the number of cooling bays improves the aerodynamic characteristics of the electric vehicle. This also translates by better autonomy and higher top speed of the motor vehicle.
  • An object of the invention is to provide a cooling module for an electric motor vehicle which does not have at least some of the aforementioned drawbacks.
  • the invention relates to a cooling module for a motor vehicle with an electric motor, comprising at least one heat exchanger, at least one tangential turbomachine capable of creating an air flow in contact with the plurality of 'heat exchangers, a plurality of flaps movable between a first position, called the open position of the cooling module and a second position, called the closed position of the cooling module, said plurality of flaps occupying a portion of the unoccupied cooling module by said at least one tangential turbomachine.
  • the tangential turbomachine makes it possible to create an air flow through all the heat exchangers with much better efficiency than if a propeller fan were used.
  • the cooling module comprises one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • the module comprises a single tangential turbomachine, an axis of rotation of which extends in a direction parallel to a length or a width of at least one of the heat exchangers; the turbomachine extends in an upper, lower or intermediate part of the rear facade of the cooling module;
  • the module is configured to position said plurality of flaps in the open position when said at least one tangential turbomachine is stopped;
  • said at least one turbomachine is configured to be shut down when an air flow rate in said plurality of heat exchangers is greater than or equal to a maximum air flow rate that can be drawn in by said at least one tangential turbomachine ;
  • the shutters are of the passive type
  • the shutters are mounted controlled by an actuator.
  • the invention also relates to an electric motor vehicle, comprising a body, a bumper and a cooling module as described above, the body defining at least one cooling bay arranged under the bumper , the cooling module being disposed opposite the at least one cooling bay.
  • FIG. 1 schematically shows the front part of an electric motor vehicle, seen from the side;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a cooling module that can be implemented in the motor vehicle of Figure 1 (a set of shutters not being shown);
  • FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, of the same cooling module from which part of the housing has been removed;
  • FIG. 4 is a cutaway view along plane IV-IV of the cooling module of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a schematic view of a detail of the cooling module of FIG. 2;
  • FIG. 6 is a perspective view of the cooling module of FIG. 2, in an opposite orientation;
  • FIG. 7a schematically illustrates a first variant of the cooling module, with two possible types of shutters
  • FIG. 7b schematically illustrates a second variant of the cooling module, with two possible types of shutters
  • FIG. 7c schematically illustrates a third variant of the cooling module, with two possible types of shutters
  • FIG. 8 schematically illustrates a fourth variant of the cooling module (a set of shutters not being shown).
  • FIG. 9 illustrates a schematic perspective view of the cooling module of FIG. 7a with passive shutters
  • FIG. 10 illustrates a schematic perspective view of the cooling module of FIG. 7a with controlled shutters
  • FIG. 1 1 is a schematic side view of a shutter of Figure 9 or Figure 10 in the closed position
  • FIG. 12 is a schematic side view of the shutter of Figure 11 in an open position.
  • FIG. 1 schematically illustrates the front part of a motor vehicle 10 with an electric motor 12.
  • the vehicle 10 comprises in particular a body 14 and a bumper 16 carried by a frame (not shown) of the motor vehicle 10
  • the body 14 defines a cooling bay 18, that is to say an opening through the body 14.
  • the cooling bay 18 is unique here.
  • This cooling bay 18 is located in the lower part of the front face 14a of the body 14. In the example illustrated, the cooling bay 18 is located under the bumper 16.
  • a grid 20 can be placed in the cooling bay. cooling 18 to prevent projectiles from passing through the cooling bay 18.
  • a cooling module 22 is placed opposite the cooling bay 18.
  • the grid 20 makes it possible in particular to protect this cooling module 22.
  • the cooling module 22 is more clearly visible in Figure 2.
  • the cooling module 22 essentially comprises a housing 24 forming an internal channel between two opposite ends 24a, 24b.
  • the end 24a is intended to be disposed opposite the cooling bay 18.
  • the opening of the housing 24 at this front end 24a of the channel can be partially closed by means of a mesh 26.
  • the housing 24 is here made in two parts 24i, 242 which are fixed together by any means accessible to those skilled in the art.
  • the two parts 24i, 242 are screwed together at a collar.
  • the front part 24i has essentially the shape of a rectangular parallelepiped open on two opposite faces.
  • the rear part 242 has a significantly more complex shape. This rear part 242 notably here forms the volute of a tangential turbomachine 28.
  • FIG. 3 illustrates the cooling device 22, the front part 24i of the housing 24 has been removed.
  • FIG. 3 thus illustrates the presence of a plurality of heat exchangers 30I-3Ü4 in the duct formed inside the housing 24.
  • four heat exchangers 30I -3Ü4 are provided.
  • this number of heat exchangers is not limiting.
  • a different number of heat exchangers can be provided in the housing, in particular at least one heat exchanger, preferably between four and seven heat exchangers, even more preferably four or five heat exchangers.
  • the heat exchangers 30I-304 are shown schematically in Figure 3 as substantially rectangular plates.
  • the heat exchangers 30I-3Ü4 have in particular a height h3o, measured in a substantially vertical direction, less than or equal to 350 mm.
  • the 30I-304 heat exchangers are thus particularly well sized to be in contact with an air flow coming from the cooling bay 18.
  • all the heat exchangers 30-304 are identical and all have the same height h3o. In the case where the 30I -3O4 heat exchangers have different heights, it is preferred that all these heights are less than or equal to 350 mm.
  • the height h3o of the 30I -3O4 heat exchangers is between 70 mm and 300 mm. This in fact makes it possible to ensure satisfactory performance of the heat exchangers 30I -3 ⁇ 4 while retaining a reduced bulk of these heat exchangers, bulk particularly suited to the implementation of a single cooling bay 18. Again, in the case of where the heat exchangers 301 -304 have different heights, it is preferred that the height of each heat exchanger 301 -304 is between 70 mm and 300 mm.
  • the cooling module 22 has a height h22 of between 70 mm and 300 mm. It is understood that the height h3o of the heat exchangers 30I-304 is always substantially less than the height h22 of the cooling module 22.
  • the heat exchangers 30-1-304 can be relatively numerous, in particular up to four or five heat exchangers 30I-3 ⁇ 4, or even up to seven heat exchangers.
  • the heat exchangers can be split into two by placing them in series two by two on the fluid circuit which passes through them.
  • a heat exchanger of a conventional cooling module can correspond to two or more heat exchangers in the cooling module 22, the latter being traversed by the same fluid.
  • the order of the heat exchangers can be determined as a function of a temperature of the fluid passing through them or d 'a distance from the heat exchanger in question to a hot source, on the fluid circuit which passes through it.
  • the heat exchangers crossed by a hotter fluid are disposed further from the end 24a of the housing 24 intended to be disposed just behind the cooling bay 18 than the heat exchangers through which a colder fluid passes.
  • the arrangement of the heat exchangers 30I-3 ⁇ 4 one behind the other in the axial direction X of the cooling module 22 also makes it possible to limit the size of the cooling module 22 according to its two other lateral and vertical dimensions.
  • the depth P22 of the cooling module 22 is between 12 mm and 140 mm.
  • the width L30 of the heat exchangers 30I-304 or of each heat exchanger 30I -3O4 can be between 12 mm and 140 mm.
  • a tangential turbomachine 28 is preferred. Indeed, a propeller fan would not make it possible to obtain a substantially uniform air flow in contact with the heat exchangers 30I -304, in particular over substantially the entire length of these heat exchangers 30I-304, length measured in the lateral direction. Y.
  • the tangential turbomachine 28 comprises a turbine 32 (or tangential propeller).
  • Turbine 32 has a substantially cylindrical shape, as can be seen more particularly in FIG. 5.
  • Turbine 32 comprises several stages of blades 34 (or blades), in this case sixteen stages of blades 34. Of course this number of blades 34. stages of blades 34 is not limiting and the turbine 32 may comprise, more generally, at least one stage of blades 34.
  • Each stage of blades 34 comprises the same number of blades 34, angularly evenly distributed around the axis of rotation A32 of the turbine 32.
  • the stages of blades 34 are angularly offset so that the blades 34 are not aligned, preferably so that no blade 34 is aligned with another blade 34 of another stage of blades 34, in the lateral direction Y of the cooling module 22.
  • By shifting the blades 34 on the contrary, it is ensured that the blades 34 work in separate groups, which makes it possible to reduce the noise generated.
  • a tangential turbomachine 28 is thus obtained, the noise pollution of which can be limited.
  • cooling module 22 for a motor vehicle with an electric motor, since an electric motor is notoriously less noisy than a heat engine.
  • the cooling module 22 is also intended to be used while the electric motor is stationary, in particular when the batteries are recharged. The noise of the tangential turbomachine 28 could then be considered as annoying by the users.
  • the blades 34 of each stage can in particular be offset by half the pitch between the blades 34, relative to each of the two neighboring stages.
  • a first half of the blade stages 34 have blades 34 which are aligned with one another and which are offset by half the angular pitch between the blades 34 with the blades 34 of the other half of the blade stages 34. It is possible to thus theoretically divide the noise generated by the rotating turbine 22 substantially by two, which corresponds to an attenuation of the emitted noise of the order of 3 dB.
  • the angular offset of the blades 34 between two neighboring stages of blades 34 corresponds to the thickness of a blade 34.
  • the pitch between the blades 34 can be divided into substantially as many intermediate positions as there are stages of blades 34.
  • the blades 34 of the blades can be shifted step by step. different stages of blades 34, in the same angular direction, along a longitudinal direction of the turbine 32.
  • the blades 34 of the different stages then extend substantially in a helix along the various stages of blades 34.
  • all the blades 34 of all the stages of blades 34 are offset with respect to all the blades 34 of all the other stages of blades 34. This makes it possible to further reduce the noise generated by the rotating turbine 32.
  • the turbomachine 28 also comprises a motor 36 (or geared motor) adapted to drive the turbine 32 in rotation about its axis of rotation A32.
  • the axis of rotation A32 of the turbine 32 which corresponds to the direction of the height of the turbine 32, is oriented substantially parallel to the lateral direction Y of the heat exchangers 30I -304.
  • the turbomachine 28 is thus adapted to create a substantially constant air flow over the entire width of the same heat exchanger 30I-304.
  • the height h 32 of the turbine 32 is substantially equal to the width L30 of the heat exchangers 30I -304.
  • the motor 36 is for example suitable for driving the turbine 32 in rotation, at a speed between 200 rev / min and 14,000 rev / min. This makes it possible in particular to limit the noise generated by the turbomachine 28.
  • the diameter D32 of the turbine 32 is for example between 35 mm and 200 mm to limit.
  • the turbomachine 28 is thus compact.
  • the rear part 242 of the housing 24 forms the volute of the turbomachine 28, as is more particularly visible in Figures 4 and 5.
  • the section of the duct formed in the housing 24 is significantly greater. at the end 24a than at its opposite end 24b.
  • the turbomachine 28 is thus allowed to create an air flow in the housing 24 which has a certain pressure, in order to facilitate the passage by said air flow of the duct through the housing 24, despite the presence of the exchangers. thermal 30I -304.
  • the cooling module 22 also comprises a plurality of flaps 36.
  • the flaps 36 are movably mounted between a first position, called the open position of the cooling module ( Figure 12) and a second position, called the closed position of the cooling module (illustrated in Figures 9, 10, 1 1).
  • the cooling module 22 comprises several flaps 36 distributed over several rows and arranged parallel to the axis of rotation A32 of the single turbomachine 28. All of the plurality of flaps 36 d 'on the one hand and the turbomachine 28 on the other hand form a rear facade FA of the cooling 22. In the rear facade, the flaps 36 occupy a separate portion of the portion occupied by the turbomachine 28. Thus, the cooling module 22 is compact and ensures better performance and savings in electric current, as will be explained below. -after.
  • each of the flaps 36 comprises a wall 38 pivotally mounted about an axis of rotation parallel to the axis of rotation A32.
  • the walls 38 of the flaps 36 are contiguous to each other, which obstructs the entire front portion occupied by the flaps 36.
  • each wall 38 locally forms a non-zero angle with the surface S, which allows the air flow F to pass through the cooling module 22, as visible in the figure 12.
  • the turbomachine 28 occupies an upper zone 40 of the rear facade, in particular in the upper third of the housing 24, preferably in the upper quarter of the housing 24. This makes it possible in particular to protect the turbomachine 28 by case of submersion and / or limit the size of the cooling module 22 in its lower part.
  • the plurality of shutters 36 occupies in FIG. 7a a complementary part of the rear facade FA, including a middle zone 42 and a lower zone 44.
  • the turbomachine 28 occupies the middle zone 42, in particular in the middle third of the height of the housing 24, for example for reasons of integration of the cooling module 24 into its environment.
  • the flaps are divided into two levels, one, 36-1, located above the turbine engine 28 and another, 36-2, located under the turbine engine 28.
  • the turbomachine 28 occupies the lower area 44 of the rear facade, in particular in the lower third of the housing 24, which allows to limit the size of the cooling module 22 in its upper part.
  • the plurality of flaps 36 occupy in Figure 7c the complementary part of the rear facade FA.
  • the cooling module 22 is configured to position the flaps 36 in the open position when the tangential turbomachine 28 is stationary.
  • the turbomachine 28 is stopped when an air flow passing through said plurality of heat exchangers 30I-3 ⁇ 4 of the cooling module 22 is greater than or equal to a maximum air flow that can be drawn in by the tangential turbomachine 28. This condition is achieved in particular at high speed, for example when the vehicle is traveling on a motorway.
  • Such a configuration because it makes it possible to stop the turbomachine as soon as the air flow generated by the speed of the vehicle is sufficient, ensures a real economy of current and thus a longer autonomy of the vehicle. electric.
  • the shutters are of the passive type, that is to say that they are not powered electrically. They are referenced 36P.
  • the turbomachine 28 operates and sucks in the air flow F which passes through the heat exchangers 30I-3Ü4 and opens the flaps 36P.
  • the shutters are made of PA6 or PA66 plastic material.
  • the flaps are controlled by an actuator. They are referenced 36A.
  • the turbomachine 28 operates and draws in the air flow F which passes through the heat exchangers 30I-304 and opens the flaps 36A.
  • the turbomachine 28 and more particularly the turbine 32 of this turbomachine 28 is movable in the direction of the height of the heat exchangers 30I-3Ü4, relative to these exchangers thermal 3CH-304.
  • Such a configuration can for example make it possible to manage, punctually over time, the cooling of a portion of the 3CH-304 heat exchangers.
  • the turbomachine 28 operates by suction, that is to say it sucks in the ambient air to bring it into contact with the various heat exchangers 30I-304.
  • the turbomachine 28 operates by blowing, blowing air to the various heat exchangers 30I-304.
  • turbomachine is in the housing of the cooling module, the turbomachine may be outside this housing, disposed at one end or another of this unit depending on whether it operates in suction or in blowing mode.
  • the flaps 36 may extend orthogonally to the axes of rotation A32-1, A32-2.
  • the flaps 36 can partially occupy only the surface S. This is the case for example if the flaps 36 are arranged every other row.

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Abstract

L'invention a pour objet un module de refroidissement (22) pour véhicule automobile (10) à moteur électrique (12), comprenant : - au moins un échangeur thermique (301-304), - au moins une turbomachine tangentielle (28) apte à créer un flux d'air au contact de la pluralité d'échangeurs thermiques (301-304), - une pluralité de volets (36P, 36A) mobiles entre une première position, dite position d'ouverture du module de refroidissement (22) et une deuxième position, dite position de fermeture du module de refroidissement (22), ladite pluralité de volets (36P, 36A) occupant une portion du module de refroidissement non occupée par ladite au moins une turbomachine tangentielle (28).

Description

MODULE DE REFROIDISSEMENT POUR VÉHICULE AUTOMOBILE ÉLECTRIQUE À TURBOMACHINE
TANGENTIELLE
Domaine technique [0001] L’invention se rapporte à un module de refroidissement pour véhicule automobile électrique, à turbomachine tangentielle. L’invention vise également un véhicule automobile électrique muni d’un tel module de refroidissement.
Technique antérieure
[0002] Un module de refroidissement (ou module d’échange de chaleur) d’un véhicule automobile comporte classiquement au moins un échangeur thermique et un dispositif de ventilation adapté à générer un flux d’air au contact du au moins un échangeur thermique. Le dispositif de ventilation permet ainsi, par exemple, de générer un flux d’air au contact de l’échangeur thermique, à l’arrêt du véhicule.
[0003] Dans les véhicules automobiles à moteur thermique classiques, le au moins un échangeur thermique est de forme sensiblement carrée, le dispositif de ventilation étant alors un ventilateur à hélice dont le diamètre est sensiblement égale au côté du carré formé par l’échangeur thermique.
[0004] Classiquement, l’échangeur thermique est alors placé en regard d’au moins deux baies de refroidissement, formées dans la face avant de la carrosserie du véhicule automobile. Une première baie de refroidissement est située au-dessus du pare-chocs tandis qu’une deuxième baie est située au-dessous du pare-chocs. Une telle configuration est préférée car le moteur thermique doit également être alimenté en air, l’admission d’air du moteur étant classiquement situé dans le passage du flux d’air traversant la baie de refroidissement supérieure.
[0005] Cependant, les véhicules électriques sont de préférence munis uniquement de baies de refroidissement situées sous le pare-chocs, de préférence encore d’une unique baie de refroidissement située sous le pare-chocs.
[0006] En effet, le moteur électrique n’a pas besoin d’être alimenté en air. Et la diminution du nombre de baies de refroidissement permet d’améliorer les caractéristiques aérodynamiques du véhicule électrique. Ceci se traduit également par une meilleure autonomie et une plus grande vitesse de pointe du véhicule automobile.
[0007] Dans ces conditions, la mise en oeuvre d’un module de refroidissement classique apparait peu satisfaisante. En effet, une grande partie des échangeurs thermiques ne sont plus correctement refroidis par le flux d’air provenant uniquement de la ou des baies de refroidissement inférieure/s.
[0008] Un but de l’invention est de proposer un module de refroidissement pour véhicule automobile électrique ne présentant pas au moins certains des inconvénients susmentionnés.
Exposé de l’invention
[0009] À cet effet, l’invention a pour objet un module de refroidissement pour véhicule automobile à moteur électrique, comprenant au moins un échangeur thermique, au moins une turbomachine tangentielle apte à créer un flux d’air au contact de la pluralité d’échangeurs thermiques, une pluralité de volets mobiles entre une première position, dite position d’ouverture du module de refroidissement et une deuxième position, dite position de fermeture du module de refroidissement, ladite pluralité de volets occupant une portion du module de refroidissement non occupée par ladite au moins une turbomachine tangentielle.
[0010] Ainsi, avantageusement, la turbomachine tangentielle permet de créer un flux d’air à travers tous les échangeurs thermiques avec un bien meilleur rendement que si un ventilateur à hélice était mis en oeuvre.
[0011 ] De préférence, le module de refroidissement comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- ladite pluralité de volets est disposée en aval dudit au moins un échangeur thermique, relativement au sens d’écoulement dudit flux d’air dans le module de refroidissement ;
- ladite pluralité de volets forme au moins partiellement une façade arrière du module de refroidissement ;
- le module comprend une unique turbomachine tangentielle dont un axe de rotation s’étend dans une direction parallèle à une longueur ou une largeur de l’un au moins des échangeurs thermiques ; - la turbomachine s’étend dans une partie haute, basse ou intermédiaire de la façade arrière du module de refroidissement ;
- le module est configuré pour positionner ladite pluralité de volets en position d’ouverture quand ladite au moins une turbomachine tangentielle est à l’arrêt;
- ladite au moins une turbomachine est configurée pour être mise à l’arrêt quand un débit d’air dans ladite pluralité d’échangeurs de chaleur est supérieur ou égal à un débit d’air maximal pouvant être aspiré par ladite au moins une turbomachine tangentielle ;
- les volets sont de type passif ;
- les volets sont montés pilotés par un actionneur.
[0012] L’invention a également pour objet un véhicule automobile à moteur électrique, comprenant une carrosserie, un pare-chocs et un module de refroidissement tel que décrit précédemment, la carrosserie définissant au moins une baie de refroidissement disposée sous le pare-chocs, le module de refroidissement étant disposé en regard de la au moins une baie de refroidissement.
Brève description des dessins
[0013] D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0014] [Fig. 1 ] représente schématiquement la partie avant d’un véhicule automobile à moteur électrique, vu de côté ;
[0015] [Fig. 2] est une vue schématique en perspective d’un module de refroidissement pouvant être mis en oeuvre dans le véhicule automobile de la figure 1 (un ensemble de volets n’étant pas représenté);
[0016] [Fig. 3] est une vue analogue à la figure 2, du même module de refroidissement dont une partie du boîtier a été retirée ;
[0017] [Fig. 4] est une vue arrachée selon le plan IV-IV du module de refroidissement de la figure 2;
[0018] [Fig. 5] est une vue schématique d’un détail du module de refroidissement de la figure 2 ; [0019] [Fig. 6] est une vue en perspective du module de refroidissement de la figure 2, selon une orientation opposée ;
[0020] [Fig. 7a] illustre schématiquement une première variante de module de refroidissement, avec deux types de volets possibles ;
[0021] [Fig. 7b] illustre schématiquement une deuxième variante de module de refroidissement, avec deux types de volets possibles ;
[0022] [Fig. 7c] illustre schématiquement une troisième variante de module de refroidissement, avec deux types de volets possibles ;
[0023] [Fig. 8] illustre schématiquement une quatrième variante de module de refroidissement (un ensemble de volets n’étant pas représenté).
[0024] [Fig. 9] illustre une vue schématique en perspective du module de refroidissement de la figure 7a avec des volets passifs ;
[0025] [Fig. 10] illustre une vue schématique en perspective du module de refroidissement de la figure 7a avec des volets pilotés ;
[0026] [Fig. 1 1 ] est une vue schématique de côté d’un volet de la figure 9 ou de la figure 10 en position de fermeture ;
[0027] [Fig. 12] est une vue schématique de côté du volet de la figure 1 1 dans une position d’ouverture.
Description de modes de réalisation
[0028] Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonction identique portent le même signe de référence. À fin de concision de la présente description, ces éléments ne sont pas décrits en détails dans chaque mode de réalisation. Au contraire, seules les différences entre les variantes de réalisation sont décrites en détails.
[0029] La figure 1 illustre de manière schématique la partie avant d’un véhicule automobile 10 à moteur électrique 12. Le véhicule 10 comporte notamment une carrosserie 14 et un pare-chocs 16 portés par un châssis (non représenté) du véhicule automobile 10. La carrosserie 14 définit une baie de refroidissement 18, c'est-à-dire une ouverture à travers la carrosserie 14. La baie de refroidissement 18 est ici unique. Cette baie de refroidissement 18 se trouve en partie basse de la face avant 14a de la carrosserie 14. Dans l’exemple illustré, la baie de refroidissement 18 est située sous le pare-chocs 16. Une grille 20 peut être disposée dans la baie de refroidissement 18 pour éviter que des projectiles puissent traverser la baie de refroidissement 18. Un module de refroidissement 22 est disposé en vis-à-vis de la baie de refroidissement 18. La grille 20 permet notamment de protéger ce module de refroidissement 22.
[0030] Le module de refroidissement 22 est plus nettement visible sur la figure 2.
[0031] Tel qu’illustré sur cette figure 2, le module de refroidissement 22 comporte essentiellement un boîtier 24 formant un canal interne entre deux extrémités 24a, 24b opposées. L’extrémité 24a est destinée à être disposée en regard de la baie de refroidissement 18. L’ouverture du boîtier 24 au niveau de cette extrémité avant 24a du canal peut être partiellement obturée au moyen d’un grillage 26.
[0032] Le boîtier 24 est ici réalisé en deux parties 24i, 242 qui sont fixées ensemble par tout moyen accessible à l’homme de l’art. En l’espèce, les deux parties 24i, 242 sont vissées ensemble au niveau d’une collerette. La partie avant 24i a essentiellement une forme de parallélépipède rectangle ouvert sur deux faces opposées. La partie arrière 242 a une forme sensiblement plus complexe. Cette partie arrière 242 forme notamment ici la volute d’une turbomachine tangentielle 28.
[0033] La figure 3 illustre le dispositif de refroidissement 22 dont la partie avant 24i du boîtier 24 a été retirée. La figure 3 illustre ainsi la présence d’une pluralité d’échangeurs thermiques 30I-3Ü4 dans le conduit formé à l’intérieur du boîtier 24. Ici, quatre échangeurs thermiques 30I -3Ü4 sont prévus. Bien entendu, ce nombre d’échangeurs thermiques n’est pas limitatif. Au contraire, un nombre différent d’échangeurs thermiques peut être prévu dans le boîtier, notamment au moins un échangeur thermique, de préférence entre quatre et sept échangeurs thermiques, de manière encore plus préférée quatre ou cinq échangeurs thermiques. Les échangeurs thermiques 30I-3Ü4 sont illustrés sur la figure 3 de manière schématique, sous la forme de plaques sensiblement rectangulaires. En pratique, et de manière remarquable, les échangeurs thermiques 30I-3Ü4 présentent notamment une hauteur h3o, mesurée selon une direction sensiblement verticale, inférieure ou égale à 350 mm. Les échangeurs thermiques 30I-304 sont ainsi particulièrement bien dimensionnés pour être en contact avec un flux d’air provenant de la baie de refroidissement 18.
[0034] Dans l’exemple illustré sur la figure 3, tous les échangeurs thermiques 30i- 304 sont identiques et présentent tous une même hauteur h3o. Dans le cas où les échangeurs thermiques 30I -3Û4 ont des hauteurs différentes, il est préféré que toutes ces hauteurs soient inférieures ou égale à 350 mm.
[0035] De préférence, la hauteur h3o des échangeurs thermiques 30I -3Û4 est comprise entre 70 mm et 300 mm. Ceci permet en effet d’assurer des performances satisfaisantes des échangeurs thermiques 30I -3Û4 tout en conservant un encombrement réduit de ces échangeurs thermiques, encombrement particulièrement adapté à la mise en œuvre d’une seule baie de refroidissement 18. Là encore, dans le cas où les échangeurs thermiques 301 -304 ont des hauteurs différentes, il est préféré que la hauteur de chaque échangeur thermique 301 -304 soit comprise entre 70 mm et 300 mm.
[0036] De manière encore plus préférée, le module de refroidissement 22 présente une hauteur h22 comprise entre 70 mm et 300 mm. On comprend que la hauteur h3o des échangeurs thermiques 30I-3Û4 est toujours sensiblement inférieure à la hauteur h22 du module de refroidissement 22.
[0037] Pour compenser la hauteur relativement faible des échangeurs thermiques 30-1-304, ceux-ci peuvent être relativement nombreux, notamment jusqu’à quatre ou cinq échangeurs thermiques 30I-3Û4, voire jusqu’à sept échangeurs thermiques. En effet, pour obtenir des performances comparables aux modules de refroidissement classiques, on peut dédoubler les échangeurs thermiques en les disposant en série deux à deux sur le circuit de fluide qui les traverse. En d’autres termes, un échangeur thermique d’un module de refroidissement classique peut correspondre à deux échangeurs thermiques ou plus dans le module de refroidissement 22, ceux- ci étant traversés par un même fluide. Dans ce cas notamment, il est intéressant que les échangeurs thermiques soient disposés les uns derrière les autres dans le conduit formé par le boîtier 24. L’ordre des échangeurs thermiques peut être déterminé en fonction d’une température du fluide qui les traverse ou d’une distance de l’échangeur thermique considéré à une source chaude, sur le circuit de fluide qui le traverse. Ainsi, les échangeurs thermiques traversés par un fluide plus chaud sont disposés plus loin de l’extrémité 24a du boîtier 24 destiné à être disposée juste derrière la baie de refroidissement 18 que les échangeurs thermiques traversés par un fluide plus froid.
[0038] La disposition des échangeurs thermiques 30I-3Û4 les uns derrière les autres dans la direction axiale X du module de refroidissement 22 permet également de limiter l’encombrement du module de refroidissement 22 selon ses deux autres dimensions latérale et verticale. Ainsi, de préférence, la profondeur P22 du module de refroidissement 22 est comprise entre 12 mm et 140 mm. En outre, la largeur L30 des échangeurs thermiques 30I-3Û4 ou de chaque échangeur thermique 30I -3Û4 peut être comprise entre 12 mm et 140 mm.
[0039] Par ailleurs, du fait de la forme des échangeurs thermiques 30I -3Û4, une turbomachine tangentielle 28 est préférée. En effet, un ventilateur à hélice ne permettrait pas d’obtenir un flux d’air sensiblement uniforme en contact avec les échangeurs thermiques 30I -3Û4, notamment sur sensiblement toute la longueur de ces échangeurs thermiques 30I-3Û4, longueur mesurée selon la direction latérale Y.
[0040] Ici, la turbomachine tangentielle 28 comprend une turbine 32 (ou hélice tangentielle). La turbine 32 a une forme sensiblement cylindrique, comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 5. La turbine 32 comporte plusieurs étages de pales 34 (ou aubes), en l’espèce seize étages de pales 34. Bien entendu ce nombre d’étages de pales 34 n’est pas limitatif et la turbine 32 peut comporter, plus généralement, au moins un étage de pales 34.
[0041] Chaque étage de pales 34 comporte un même nombre de pales 34, équiréparties angulairement autour de l’axe de rotation A32 de la turbine 32. Avantageusement, les étages de pales 34 sont décalés angulairement de manière que les pales 34 ne soient pas alignées, de préférence de sorte qu’aucune pale 34 ne soit alignée avec une autre pale 34 d’un autre étage de pales 34, selon la direction latérale Y du module de refroidissement 22. On évite ainsi que les pales 34 de la turbine 32 ne génèrent un bruit conséquent, notamment du fait que toutes les pales 32 travailleraient en synchronisation. En décalant les pales 34, on s’assure au contraire que les pales 34 travaillent par groupes séparés, ce qui permet de réduire le bruit généré. On obtient ainsi une turbomachine tangentielle 28 dont les nuisances sonores peuvent être limitées. Ceci est particulièrement important dans le cas d’un module de refroidissement 22 pour véhicule automobile à moteur électrique, puisqu’un moteur électrique est notoirement moins bruyant qu’un moteur thermique. En outre, le module de refroidissement 22 est destiné à être mis en oeuvre également alors que le moteur électrique est à l’arrêt, notamment lorsque les batteries sont rechargées. Le bruit de la turbomachine tangentielle 28 pourrait alors être considéré comme gênant par les utilisateurs.
[0042] Les pales 34 de chaque étage peuvent notamment être décalées de la moitié du pas entre les pales 34, par rapport à chacun des deux étages voisins. Ainsi, une première moitié des étages de pales 34 ont des pales 34 qui sont alignées entre elles et qui sont décalées de la moitié du pas angulaire entre les pales 34 avec les pales 34 de l’autre moitié des étages de pales 34. On peut ainsi diviser théoriquement le bruit générer par la turbine 22 en rotation sensiblement par deux, ce qui correspond à une atténuation du bruit émis de l’ordre de 3 dB.
[0043] Alternativement, le décalage angulaire des pales 34 entre deux étages voisins de pales 34 correspond à l’épaisseur d’une pale 34.
[0044] Alternativement ou au surplus, le pas entre les pales 34 peut être divisé en sensiblement autant de positions intermédiaires qu’il n’y a d’étages de pales 34. Ainsi, on peut décaler de proche en proche les pales 34 des différents étages de pales 34, dans une même direction angulaire, le long d’une direction longitudinale de la turbine 32. Les pales 34 des différents étages s’étendent alors sensiblement selon une hélice le long des différents étages de pales 34. Dans ce cas particulier, toutes les pales 34 de tous les étages de pales 34 sont décalées par rapport à toutes les pales 34 de tous les autres étages de pales 34. Ceci permet de diminuer encore le bruit généré par la turbine 32 en rotation.
[0045] Bien entendu de nombreuses autres configurations sont accessibles à l’homme de l’art, qui permettent que toutes les pales 34 de tous les étages de pales 34 soient décalées par rapport à toutes les autres pales 34 de tous les autres étages de pales 34. Notamment, à partir de la configuration précédente où les pales 34 des différents étages 34 s’étendent à la manière d’une hélice, on peut intervertir les différents étages, sans en modifier l’orientation autour de l’axe longitudinal de la turbine 32. [0046] La turbomachine 28 comporte également un moteur 36 (ou motoréducteur) adapté à entraîner en rotation la turbine 32 autour son axe de rotation A32. Avantageusement, l’axe de rotation A32 de la turbine 32, qui correspond à la direction de la hauteur de la turbine 32, est orientée sensiblement parallèlement à la direction latérale Y des échangeurs thermiques 30I -304. La turbomachine 28 est ainsi adaptée à créer un flux d’air sensiblement constant sur toute la largeur d’un même échangeur thermique 30I-304. Afin d’optimiser le flux d’air créé, la hauteur h 32 de la turbine 32 est sensiblement égale à la largeur L30 des échangeurs thermiques 30I -304.
[0047] Le moteur 36 est par exemple adapté à entraîner la turbine 32 en rotation, à une vitesse comprise entre 200 tour/min et 14 000 tour/min. Ceci permet notamment de limiter le bruit généré par la turbomachine 28.
[0048] Le diamètre D32 de la turbine 32 est par exemple compris entre 35 mm et 200 mm pour limiter. La turbomachine 28 est ainsi compacte.
[0049] Comme déjà indiqué, la partie arrière 242 du boîtier 24 forme la volute de la turbomachine 28, comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 4 et 5. En outre, la section du conduit formé dans le boîtier 24 est nettement supérieure au niveau de l’extrémité 24a qu’à son extrémité 24b opposée. On permet ainsi à la turbomachine 28 de créer un flux d’air dans le boîtier 24 qui a une certaine pression, ceci afin de faciliter la traversée par ledit flux d’air, du conduit à travers le boîtier 24, malgré la présence des échangeurs thermiques 30I -304.
[0050] Comme il ressort des figures 7a à 7c, et 9 à 12, le module de refroidissement 22 comprend également une pluralité de volets 36.
[0051] Les volets 36 sont montés mobiles entre une première position, dite position d’ouverture du module de refroidissement (figure 12) et une deuxième position, dite position de fermeture du module de refroidissement (illustrée sur les figures 9, 10, 1 1 ).
[0052] Sur les figures 9 et 10, le module de refroidissement 22 comprend plusieurs volets 36 répartis sur plusieurs rangées et disposés parallèlement à l’axe de rotation A32 de l’unique turbomachine 28. L’ensemble de la pluralité des volets 36 d’une part et de la turbomachine 28 d’autre part forme une façade arrière FA du module de refroidissement 22. Dans la façade arrière, les volets 36 occupe une portion distincte de la portion occupée par la turbomachine 28. Ainsi, le module de refroidissement 22 est compact et assure une meilleure performance et une économie de courant électrique, comme il sera expliqué ci-après.
[0053] Comme il ressort de ces figures, chacun des volets 36 comprend une paroi 38 montée pivotante autour d’un axe de rotation parallèle à l’axe de rotation A32.
[0054] De préférence, en position de fermeture (figure 1 1 ), les parois 38 des volets 36 sont jointives les uns des autres, ce qui obstrue toute la portion de façade occupée par les volets 36.
[0055] Dans chaque position d’ouverture (figure 12), chaque paroi 38 forme localement un angle non nul avec la surface S, ce qui permet au flux d’air F de traverser le module de refroidissement 22, comme visible sur la figure 12.
[0056] Sur la figure 7a, la turbomachine 28 occupe une zone haute 40 de la façade arrière, notamment dans le tiers supérieur du boîtier 24, de manière préférée dans le quart supérieur du boîtier 24. Ceci permet notamment de protéger la turbomachine 28 en cas de submersion et/ou de limiter l’encombrement du module de refroidissement 22 dans sa partie basse. La pluralité de volets 36 occupe sur la figure 7a une partie complémentaire de la façade arrière FA, incluant une zone médiane 42 et une zone basse 44.
[0057] Sur la figure 7b, la turbomachine 28 occupe la zone médiane 42, notamment dans le tiers médian de la hauteur du boîtier 24, par exemple pour des raisons d’intégration du module de refroidissement 24 dans son environnement. Les volets sont répartis en deux niveaux, l’un, 36-1 , situé au-dessus de la turbomachine 28 et un autre, 36-2, situé sous la turbomachine 28.
[0058] Sur la figure 7c, la turbomachine 28 occupe la zone basse 44 de la façade arrière, notamment dans le tiers inférieur du boîtier 24, ce qui permet de limiter l’encombrement du module de refroidissement 22 dans sa partie haute. La pluralité de volets 36 occupe sur la figure 7c la partie complémentaire de la façade arrière FA.
[0059] Le module de refroidissement 22 est configuré pour positionner les volets 36 en position d’ouverture quand la turbomachine tangentielle 28 est à l’arrêt. [0060] De préférence, la turbomachine 28 est à l’arrêt quand un débit d’air traversant ladite pluralité d’échangeurs de chaleur 30I-3Û4 du module de refroidissement 22 est supérieur ou égal à un débit d’air maximal pouvant être aspiré par la turbomachine tangentielle 28. Cette condition est notamment réalisée à haute vitesse, par exemple quand le véhicule roule sur autoroute.
[0061] Une telle configuration, parce qu’elle permet de mettre à l’arrêt la turbomachine dès que le flux d’air généré par la vitesse du véhicule est suffisante, assure une réelle économie de courant et ainsi une autonomie plus longue du véhicule électrique.
[0062] Selon une première variante illustrée sur les figures 7a, 7b, 7c et sur la figure 9, les volets sont de type passif, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas alimentés électriquement. Ils sont référencés 36P.
[0063] Ainsi, à faible vitesse du véhicule, la turbomachine 28 fonctionne et aspire le flux d’air F qui traverse les échangeurs thermiques 30I-3Ü4 et ouvre les volets 36P.
[0064] A vitesse élevée du véhicule, la turbomachine 28 est mise à l’arrêt et le flux d’air directement généré par le mouvement du véhicule traverse les échangeurs thermiques 30I-3Ü4 et ouvre les volets 36.
[0065] Avantageusement, les volets sont réalisés en matériau plastique PA6 ou PA66.
[0066] Selon une deuxième variante illustrée sur les figures 7a, 7b, 7c et sur la figure 10, les volets sont pilotés par un actionneur. Ils sont référencés 36A.
[0067] Ainsi, à faible vitesse du véhicule, la turbomachine 28 fonctionne et aspire le flux d’air F qui traverse les échangeurs thermiques 30I-304 et ouvre les volets 36A.
[0068] A vitesse élevée du véhicule, la turbomachine 28 est mise à l’arrêt et l’actionneur déplace les volets 36A en position d’ouverture.
[0069] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits en regard des figures et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Notamment, les différents exemples peuvent être combinés, tant qu’ils ne sont pas contradictoires.
[0070] Par ailleurs, selon l’exemple illustré à la figure 8, la turbomachine 28 et plus particulièrement la turbine 32 de cette turbomachine 28, est déplaçable selon la direction de la hauteur des échangeurs thermiques 30I-3Ü4, par rapport à ces échangeurs thermiques 3CH-304. Une telle configuration peut par exemple permettre de gérer, ponctuellement dans le temps, le refroidissement d’une portion des échangeurs thermiques 3CH-304.
[0071] En outre, dans les exemples illustrés, la turbomachine 28 fonctionne en aspiration, c'est-à-dire qu’elle aspire l’air ambiant pour le conduire au contact des différents échangeurs thermiques 30I-304. Alternativement, cependant, la turbomachine 28 fonctionne par soufflage, soufflant l’air vers les différents échangeurs thermiques 30I-304.
[0072] Également, alors que dans l’exemple décrit en regard des figures 2 à 6, la turbomachine est dans le boîtier du module de refroidissement, la turbomachine peut être à l’extérieur de ce boîtier, disposé à une extrémité ou une autre de ce boîtier suivant qu’elle fonctionne en aspiration ou en soufflage.
[0073] De plus, d’autres variantes sont également possibles pour les volets 36.
[0074] Par exemple, les volets 36 peuvent s’étendre orthogonalement aux axes de rotation A32-1 , A32-2.
[0075] Par ailleurs, les volets 36 peuvent occuper partiellement uniquement la surface S. C’est le cas par exemple si les volets 36 sont disposés une rangée sur deux.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Module de refroidissement (22) pour véhicule automobile (10) à moteur électrique (12), comprenant :
- au moins un échangeur thermique (30I-3Û4),
- au moins une turbomachine tangentielle (28) apte à créer un flux d’air au contact de la pluralité d’échangeurs thermiques (30I -304),
- une pluralité de volets (36) mobiles entre une première position, dite position d’ouverture du module de refroidissement (22) et une deuxième position, dite position de fermeture du module de refroidissement (22), ladite pluralité de volets (36) occupant une portion du module de refroidissement non occupée par ladite au moins une turbomachine tangentielle (28).
[Revendication 2] Module de refroidissement selon la revendication 1 , dans lequel ladite pluralité de volets (36) est disposée en aval du au moins un échangeur thermique (30I-3Ü4), relativement au sens d’écoulement dudit flux d’air (F) dans le module de refroidissement (22).
[Revendication 3] Module de refroidissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite pluralité de volets (36) forme au moins partiellement une façade arrière (FA) du module de refroidissement (22).
[Revendication 4] Module de refroidissement selon l’une des revendications précédentes, comprenant une unique turbomachine tangentielle (28) dont un axe de rotation s’étend dans une direction parallèle à une longueur ou une largeur de l’un au moins des échangeurs thermiques (30I-3C>4).
[Revendication 5] Module de refroidissement selon la revendication précédente dans sa dépendance à la revendication 3, dans lequel la turbomachine (28) s’étend dans une partie haute (40), basse (44) ou intermédiaire (42) de la façade arrière (FA) du module de refroidissement (22).
[Revendication 6] Module de refroidissement selon l’une des revendications précédentes, configuré pour positionner ladite pluralité de volets (36) en position d’ouverture quand ladite au moins une turbomachine tangentielle (28) est à l’arrêt.
[Revendication 7] Module de refroidissement selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une turbomachine (28) est configurée pour être mise à l’arrêt quand un débit d’air dans ledit au moins un échangeur de chaleur (30I-3C>4) est supérieur ou égal à un débit d’air maximal pouvant être aspiré par ladite au moins une turbomachine tangentielle (28).
[Revendication 8] Module de refroidissement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les volets (36P) sont de type passif.
[Revendication 9] Module de refroidissement selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les volets (36A) sont montés pilotés par un actionneur.
[Revendication 10] Véhicule automobile à moteur électrique, comprenant une carrosserie (14), un pare-chocs (16) et un module de refroidissement (22) selon l’une quelconque des revendications précédentes, la carrosserie (14) définissant au moins une baie de refroidissement (18) disposée sous le pare-chocs, le module de refroidissement (22) étant disposé en regard de la au moins une baie de refroidissement (18).
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