FR3077031A1 - Module de face avant pour vehicule automobile et procede de degivrage d'un echangeur de chaleur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module de face avant (2) pour véhicule automobile comprenant un bloc thermique (4) comprenant au moins un échangeur de chaleur (6,8) et un groupe moto-ventilateur (10). Selon l'invention, un premier ensemble (22) de volets (23) mobiles en rotation et un deuxième ensemble (24) de volets (23) mobiles en rotation sont agencés de part et d'autre du bloc thermique (4). L'invention concerne également un procédé pour dégivrer un échangeur de chaleur (6,8) d'un module de face avant (2) tel que décrit.
Description
L’invention concerne un module de face pour véhicule automobile et un procédé de dégivrage d’un échangeur de chaleur d’un tel module de face avant. L’invention concerne également un véhicule comprenant un tel module de face avant.
Un module de face avant d’un véhicule comprend au moins une ouverture d'air extérieur, un canal d'air qui relie l'ouverture d'air extérieur au compartiment moteur du véhicule, au moins un échangeur de chaleur agencé dans le canal d'air et adapté pour être traversé par le flux d'air extérieur. L’échangeur de chaleur est adapté pour être utilisé sélectivement pour refroidir l’air ou réchauffer le flux d’air selon les besoins du véhicule. De plus, le module de face avant comprend un groupe motoventilateur disposé dans le canal d'air.
Les modules de face avant pour véhicule automobiles conventionnels sont conçus pour exploiter l'air extérieur comme un réservoir à basse température notamment dans l’optique de refroidir le moteur à combustion interne, l’habitacle du véhicule, une batterie de véhicule et/ou l'air de suralimentation fourni au moteur à combustion interne ainsi que d’exploiter l’air extérieur comme un réservoir de chaleur dans le cas des pompes à chaleur. Le flux d'air extérieur circulant à travers les échangeurs de chaleur correspondants du module de face avant est possible grâce à la pression dynamique à l'avant du véhicule. Cependant, le module de face avant dispose en outre un ventilateur qui assure un débit d'air frais suffisant à travers les échangeurs de chaleur, notamment lorsque que le véhicule avance peu ou est à l’arrêt.
Pour refroidir l'intérieur du véhicule, ou l’habitacle, un système de climatisation est habituellement prévu, alors que, pour réchauffer l'intérieur du véhicule, dans le cas de véhicules entraînés exclusivement par un moteur à combustion interne, on utilise habituellement la chaleur perdue du moteur. Cependant, dans le cas de véhicules hybrides ou électriques, il y a beaucoup moins de chaleur perdue par le moteur d'entraînement, et par conséquent cette chaleur perdue est insuffisante pour un chauffage satisfaisant de l'habitacle.
Un chauffage électrique alternatif de l'intérieur du véhicule s'est avéré très énergivore et a un effet indésirable grave sur les besoins énergétiques globaux du véhicule automobile.
Pour le chauffage de l'habitacle de véhicules hybrides ou électriques, il a donc déjà été proposé d’utiliser le circuit de climatisation de manière réversible de sorte que le système de climatisation puisse également être utilisé comme pompe à chaleur pour chauffer l'intérieur du véhicule.
L'échangeur de chaleur dans le module de face avant du véhicule est donc utilisé comme condenseur pour le refroidissement de l'habitacle en cédant de l’enthalpie à l’air ambiant, et comme évaporateur en mode pompe à chaleur et au cours de ce processus, extrait l'énergie thermique pour réchauffer l’habitacle à partir de l'air extérieur en prélevant de l’enthalpie sur l’air ambiant.
Cependant, en particulier par temps humide et froid (températures inférieures à -10°C), le mode pompe à chaleur du système de climatisation entraîne rapidement un givrage indésirable de l'échangeur de chaleur agissant comme un évaporateur de réfrigérant, autrement dit agissant comme un refroidisseur du flux d’air en prélevant de l’enthalpie sur l’air ambiant. En effet, dans ce mode les condensats de l’air givrent à cause des faibles températures, à la suite de quoi les performances de réchauffage du mode pompe à chaleur chutent. A cet égard, des systèmes de climatisation de véhicule qui ont un mode de fonctionnement pour le dégivrage de l'échangeur de chaleur dans le module de face avant ont déjà été développés. Cependant, en raison de l'apport continu d'air extérieur, un dégivrage efficace de l'échangeur de chaleur est trop complexe dans le cas de conditions météorologiques défavorables à savoir humides et froides. De plus, les performances de chauffage du système de climatisation du véhicule sont considérablement réduites pendant le dégivrage de l'échangeur de chaleur.
Le but de l'invention est donc de fournir un module de face avant pour véhicule qui améliore l’efficacité du mode de pompe à chaleur du système de climatisation du véhicule de manière simple sans pour autant détériorer l’efficacité du mode climatisation du système de climatisation.
Pour cela, l’invention propose un module de face avant pour véhicule automobile comprenant un bloc thermique comprenant au moins un échangeur de chaleur et un groupe moto-ventilateur caractérisé en ce qu’un premier ensemble de volets mobiles en rotation et un deuxième ensemble de volets mobiles en rotation sont agencés de part et d’autre du bloc thermique.
Chaque ensemble de volets peut ainsi jouer un rôle, le premier ensemble de volet permet au flux d’air d’accéder ou non au bloc thermique tandis que le deuxième ensemble de volet permet de renvoyer ou non le flux d’air vers le bloc thermique. En renvoyant un flux d’air vers le bloc thermique on peut donc renvoyer de l’air chaud vers l’échangeur de chaleur et créer des turbulences afin de faire fondre la glace présente sur l’évaporateur. En d’autres termes, l’échangeur de chaleur recouvert de givre sera ainsi traversé par un flux d’air chaud conduisant à la fonte de la glace. En effet, le circuit, ou conduit, fermé a alors pour objectif une fois l’échangeur de chaleur dégivré, d’évacuer cette eau piégée dans les intercalaires de l’échangeur de chaleur par une recirculation du flux d’air au sein du module de face avant. Selon un autre mode, on pourra envisager de faire circuler un fluide chaud au sein d’un deuxième échangeur et chauffer ainsi le flux d’air de recirculation pour faire fondre la glace. La recirculation du flux d’air limitera la puissance nécessaire pour le chauffage et le maintien d’une température suffisant pour dégivrer.
Autrement dit, le module de face avant pour véhicule automobile comprend un premier ensemble de volets agencé en amont, par rapport à l’écoulement d’un flux d’air, au bloc thermique comprenant au moins un échangeur de chaleur et un groupe moto-ventilateur et un deuxième ensemble de volets agencé en aval, par rapport à l’écoulement du flux d’air, au bloc thermique.
D’autres modes de réalisation pris individuellement ou en combinaison proposent que :
- les volets du premier ensemble de volets sont configurés pour être actionné en rotation de manière indépendante des volets du deuxième ensemble de volets;
- le bloc thermique, le premier et deuxième ensembles de volets sont agencés dans un conduit configuré pour canaliser un flux d’air;
- le conduit comprend une ouverture agencée entre le premier et le deuxième ensembles de volets, le module de face avant comprenant en outre un volet de drainage apte à obturer au moins partiellement ladite ouverture;
- le volet de drainage est agencé au point le plus bas du module de face avant lorsque le module de face avant est monté dans le véhicule;
- le deuxième ensemble de volets, agencé en aval du bloc thermique par rapport à l’écoulement d’un flux d’air, présente deux sous-ensembles de volets, les axes de rotation des volets pour chaque sous-ensemble étant alignés dans un plan, le plan d’alignement des axes de rotation des volets d’un sous-ensemble étant distinct du plan d’alignement des axes de rotation des volets de l’autre sous-ensemble;
- les premier et deuxième ensembles de volets sont de formes différentes ;
- un seul actionneur pilote le premier ensemble de volets et le volet de drainage.
L’invention concerne également un procédé pour dégivrer un échangeur de chaleur d’un module de face avant tel que décrit précédemment comprenant les étapes suivantes :
- Etapes de transition: Actionnement du premier et du deuxième ensemble de volets en configuration d’obturation du conduit ;
- Etape de dégivrage : Activation du groupe moto-ventilateur et maintient des deux ensembles de volets en configuration d’obturation du conduit ;
- Etape d’évacuation des condensais : Actionnement du volet de drainage en configuration d’ouverture de l’ouverture du conduit.
Selon l’invention, dans l’étape de transition l’unité de contrôle du véhicule ordonne aux actionneurs pour chaque ensemble de volets de déplacer les volets en position de fermeture du conduit. Autrement dit, il y a un actionnement des premier et deuxième ensembles de volets en configuration d’obturation du conduit. Le module de face avant lors de l’étape de transition comprend les volets des ensembles de volets dans une position intermédiaire entre la configuration d’ouverture et la configuration d’obturation du conduit. Le volet de drainage reste fermé lors de cette étape. Le groupe moto-ventilateur peut être activé lors de cette étape. Les deux ensembles de volets peuvent être actionnés de manière concomitante, c'est-à-dire simultanément, ou de manière successive, à savoir un premier ensemble de volets puis l’autre. Autrement dit, le module de face avant est agencé pour permettre la mise en rotation des volets du premier ensemble de volets simultanément ou indépendamment des volets du deuxième ensemble de volets.
Selon l’invention, lors de l’étape d’évacuation, le groupe moto-ventilateur est maintenu en état de fonctionnement de manière à accélérer l’évacuation des condensats.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un module de face avant selon l’invention selon une vue schématique de côté et en coupe verticale dans un état de fonctionnement normal;
- la figure 2 illustre un module de face avant selon l’invention selon une vue schématique de côté et en coupe verticale dans l’étape de transition,
- la figure 3 illustre un module de face avant selon l’invention selon une vue schématique de côté et en coupe verticale dans l’étape de dégivrage,
- la figure 4 illustre un module de face avant selon l’invention selon une vue schématique de côté et en coupe verticale dans l’étape d’évacuation des condensats ,
- la figure 5 illustre un diagramme schématique du procédé pour dégivrer un échangeur de chaleur d’un module de face avant tel que décrit précédemment.
Dans la description les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à l’écoulement du flux d’air FE entrant dans le véhicule.
La figure 1 illustre un module de face 2 avant d’un véhicule 1 selon un fonctionnement normal à savoir qu’il n’y a pas de risque de givrage. Le module de face avant 2 comprend un bloc thermique 4 comprenant un premier échangeur de chaleur 6 fonctionnant comme un condenseur ou un évaporateur selon les besoins du véhicule. Le bloc thermique 4 peut comprendre en outre un deuxième échangeur de chaleur 8 fonctionnant comme un radiateur, situé soit en amont, soit en aval du dit échangeur de chaleur 6. Le bloc thermique 4 comprend également un groupe motoventilateur 10, comportant un moteur et une pluralité de pales qui sont mises en rotation afin de créer une aspiration permettant ainsi à un flux d’air FE entrant au sein du véhicule de traverser les échangeurs de chaleur 6,8.
Le flux d’air FE entre ici au sein du module de face 2 par une entrée d’air 12 agencée au sein de la carrosserie 14 du véhicule 1 au niveau de la calandre 16.Comme illustrée sur la figure 1, le véhicule peut comprendre deux entrées d’air 12 agencées de part et d’autre de la poutre pare-chocs 18, ou communément appelées en voie haute et voie basse du véhicule 1, lorsque le module de face avant 2 est monté sur le véhicule. L’invention ne se limite pas au nombre d’entrées d’air 12, il peut y en avoir une seule, deux voire plus.
Le module de face avant 2 peut comprendre en outre un conduit 20 servant à canaliser le flux d’air FE. Le conduit 20 correspond à un guide d’air comprenant un ensemble de parois qui oriente le flux d’air FE de l’entrée d’air 12 vers le bloc thermique 4 a minima de manière à ce que l’intégralité du flux d’air FE entrant par l’entrée d’air 12 soit orientée vers le bloc thermique 4 améliorant ainsi les échanges thermiques. Le conduit 20 est par exemple une gaine réalisée en un matériau souple notamment en matériau élastomère ou élastomère thermoplastique. Le conduit 20 est par exemple formé de matériau EPDM (éthylène-propylène-diène monomère), SEBS (polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène), PA-6 (Polyamide 6) chargé ou non en fibres de verre et/ou carbone, PP (polypropylène) chargé EPDM, en organosheet, ou PP (polypropylène) chargé en fibres de verre et/ou carbone. Le bloc thermique 4, le premier et deuxième ensemble de volets 22, 24 sont agencés dans le conduit 20 configuré pour canaliser l’air.
Le conduit 20 peut être monté sur une structure porteuse du module de face avant du véhicule (« carrier >> ou « bolster >> en anglais), généralement liée aux ailes et aux longerons du véhicule, et le bouclier ou carrosserie 14 du véhicule dans lequel est montée la calandre 16. Selon le type de véhicule, le conduit 20 peut être alternativement monté sur une buse structurelle du module de face avant, la buse structurelle supportant le bloc thermique 4 du véhicule. Selon un exemple de réalisation, le conduit 20 peut comporter lui-même un cadre porteur configuré pour maintenir le bloc thermique 4.
Le module de face avant 2 selon l’invention comprend en outre un premier ensemble 22 de volets 23 et un deuxième ensemble 24 de volets 23 agencés de part et d’autre du bloc thermique 4. Chaque volet 23 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation et est configuré pour passer d’une configuration dite d’ouverture du conduit 20 où chaque volet 23 s’oppose le moins possible au passage du flux d’air FE à une configuration dite de fermeture ou d’obturation du conduit 20 où chaque volet 23 s’oppose au maximum à l’écoulement du flux d’air FE. Les volets 23 du premier ensemble 22 de volets 23 sont configurés pour être actionné en rotation de manière indépendante des volets 23 du deuxième ensemble 24 de volets 23.
Tels qu’illustrés sur la figure 1, les ensembles 22, 24 de volets 23 sont en configuration d’ouverture du conduit 20 à savoir que les volets 23 sont orientés à l’horizontal, lorsque le module de face avant 2 est installé dans le véhicule, de manière à ce qu’un débit d’air maximal puisse circuler à travers les échangeurs de chaleur 6,8. Tels qu’illustrés sur la figure 3, les ensembles 22, 24 de volets 23 sont en configuration d’obturation du conduit 20, à savoir que les volets 23 sont orientés à la verticale pour le premier ensemble 22 de volets 23 et sont inclinés par rapport à la verticale pour le deuxième ensemble 24 de volets 23, lorsque le module de face avant 2 est installé dans le véhicule. Dans leur configuration d’obturation, les ensembles 22,24 de volets 23 sont agencés de manière à obturer le conduit 20 et de limiter la circulation du flux d’air FE à l’espace intérieur du conduit 20 situé entre les deux ensembles de volets 22,24. Bien évidemment les volets 23 peuvent adopter toute position intermédiaire comme illustré sur la figure 2.
Les axes de rotation des volets 23 sont parallèles les uns aux autres. Ainsi, les rotations appliquées à tous les volets 23 dans un même ensemble 22 de volets 23 ou un même sous-ensemble 24a,24b de volets 23 sont toutes des rotations selon un même axe, à une translation près.
Autrement dit, les volets 23 sont par exemple formés de lamelles montées pivotantes transversalement de manière à former une jalousie. L’inclinaison des volets 23 peut être pilotée entre une position verticale ou inclinée de fermeture, lorsque le module de face avant 2 est monté dans le véhicule 1, bloquant le passage du flux d’air FE et plusieurs positions intermédiaires jusqu’à une position horizontale d’ouverture, lorsque le module de face avant 2 est monté dans le véhicule, où un débit d’air maximum peut circuler à travers les échangeurs de chaleurs 6,8.
Les volets 23 peuvent être agencés sur un cadre de support, ou sur un panneau, correspondant à un châssis avec deux côtés longitudinaux et deux côtés latéraux pour une épaisseur donnée présentant des paliers afin de porter les volets 23. Les ensembles 22, 24 de volets 23 sont agencés de sorte que les volets 23 recouvrent l’intégralité de la surface intérieure du cadre de support par coopération lorsque les ensembles 22,24 de volets 23 sont en position, ou configuration, d’obturation.
Selon l’invention, les ensembles 22, 24 de volets 23 sont agencés de part et d’autre du bloc thermique. Autrement dit, le module de face avant 2 pour véhicule automobile 1 comprend un premier ensemble 22 de volets 23 agencé en amont du bloc thermique 4 tandis que le deuxième ensemble 24 de volets 23 est agencé en aval, par rapport à l’écoulement du flux d’air FE, au bloc thermique 4.
Le premier ensemble 22 de volets 23 agencé en amont du bloc thermique 4 permet notamment d’obturer le conduit 20 pour accélérer la montée en température des échangeurs de chaleur 6,8 en phase de chauffage, diminuant ainsi la consommation du véhicule 2 tout en réduisant le coefficient de traînée du véhicule puisque moins d’air pénètre au sein du compartiment moteur.
Le deuxième ensemble 24 de volets 23 agencé en aval du bloc thermique 4 permet de renvoyer le flux d’air FE, ayant traversé le groupe moto-ventilateur 10, en direction de l’échangeur de chaleur 6, 8 ce qui est particulièrement utile pour l’efficacité du mode pompe à chaleur. En effet, il est ainsi possible de renvoyer un flux d’air chaud (flux d’air FE ayant traversé le radiateur) en direction du premier échangeur de chaleur 6 ce qui aura pour effet de dégivrer ce dernier. De plus, l’implémentation d’un deuxième ensemble 24 de volets 23 en aval du bloc thermique 4 provoque un renvoi d’air chaud très turbulent. Ces turbulences vont avoir pour effet de casser la glace, ou le givre, améliorant ainsi le dégivrage du premier échangeur de chaleur 6. Le flux d’air FE ayant traversé le groupe moto-ventilateur 10 en arrivant au niveau du deuxième ensemble 24 de volets 23 en configuration d’obturation est donc redirigé, ou reconduit, en direction du groupe moto-ventilateur 10 et des échangeurs de chaleur 6,8, autrement dit, le flux d’air FE effectue un virage de 360° pour revenir dans la partie du conduit 20 où sont agencés les échangeurs de chaleur 6, 8.
Il est aussi possible d’envisager selon un deuxième mode de dégivrage possible, de faire circuler au sein du premier échangeur de chaleur 6 ayant givré, c'est-à-dire l’évapo-condenseur, un fluide réfrigérant réchauffé grâce au système de climatisation du véhicule. Autrement dit, il est possible de changer l’écoulement du fluide réfrigérant au sein du système de climatisation du véhicule de sorte que le premier échangeur de chaleur 6 fonctionne en tant que condenseur. Le flux d’air FE ayant traversé l’échangeur de chaleur 6 devient plus donc chaud et est renvoyé grâce à l’agencement des ensembles 22, 24 de volets 23 vers le premier échangeur de chaleur 6. Grâce à la circulation du fluide réfrigérant réchauffé, le givre présent sur le premier échangeur de chaleur 6 se transforme en eau, le renvoi du flux d’air FE réchauffé et turbulent permet d’évacuer cette eau via une ouverture 28 qui sera décrite ultérieurement.
Le module de face avant 2 peut comprendre un premier ensemble 22 de volets 23 avec un seul support de volets qui s’étend sur l’intégralité de la surface intérieure du conduit 20 comme illustré sur la figure 1. Selon un mode de réalisation non illustré, le premier ensemble 22 de volets 23 peut comprendre deux supports de volets 23, chacun étant agencé au niveau d’une entrée d’air 12 spécifique. Par exemple, un premier support de volets 23 est affecté à ladite voie haute et le deuxième support de volets 23 est affecté à ladite voie basse, les deux supports de volet 23, étant séparés par la poutre pare-choc 18.
Le deuxième ensemble 24 de volet 23 est configuré pour renvoyer le flux d’air FE, ayant traversé le groupe moto-ventilateur 10, en direction de l’échangeur de chaleur 6,8 lorsque les volets 23 sont en configuration d’obturation du conduit 20. Pour cela, le deuxième ensemble 24 de volets 23 présente préférentiellement un moyen de déflection du flux d’air FE.
Par exemple, il est peut être efficace d’agencer les volets 23 de telle sorte que, lorsque le deuxième ensemble 24 de volets 23 est selon une configuration d’obturation du conduit 20, ils présentent une surface d’obturation du conduit 20 inscrite dans deux plans sécants, donc distinct. Autrement dit, les volets 23 du deuxième ensemble 24 de volets 23 dessinent un V par coopération les uns avec les autres, le V est tel que le point d’intersection des deux segments, ou plans sécants, est situé à mi hauteur du conduit 20, lorsque le module de face avant 2 est installé dans le véhicule.
Une autre façon d’illustrer ces propos serait de dire que le deuxième ensemble 24 de volets 23 comprend deux sous-ensembles 24a, 24b de volets 23 avec les axes de rotation des volets 23 étant parallèles les uns aux autres pour chaque sousensembles 24a,24b. De ce fait, les axes de rotation des volets 23 du premier sousensemble 24a sont alignés dans un premier plan (P1), et les axes de rotation des volets 23 du second sous-ensemble 24b sont alignés dans un second plan (P2) qui est distinct du premier plan (P1). Autrement dit, les volets 23 du sous-ensemble 24a définissent une première surface d’obturation définie dans un premier plan (P1) tandis que volets 23 de l’autre sous-ensemble 24b définissent une seconde surface d’obturation définie dans un second plan (P2) qui est distinct du premier plan (P1) comme illustré en figure 3. Un élément d’étanchéité 25, tel un volet additionnel ou une lèvre surmoulée sur un des volets 23, peut être utilisé pour faire la jonction entre les deux sous-ensembles 24a,24b. On comprend donc que les premier et deuxième ensembles 22, 24 de volets 23 sont de forme et de dimensions différentes.
Sur la figure 3 est schématisé un trièdre XYZ où l’axe longitudinal X du module de face avant 2 correspond à l’axe longitudinal avant/arrière du véhicule. L’axe transversal Y du module de face avant 2 correspond à l’axe transversal droite/gauche du véhicule, et l’axe vertical Z du module de face avant 2 correspond à l’axe vertical haut/bas du véhicule lorsque le module de face avant 2 est installé dans le véhicule, chaque axe étant perpendiculaire les uns aux autres. Le premier échangeur de chaleur 6 est inscrit dans un plan YZ défini ici par les axes transversal et vertical. Ainsi, comme illustré en figure 3, les volets 23 du premier ensemble 22 de volets 23 sont positionnés dans un plan parallèle à celui de l’échangeur de chaleur 6 aussi définit par les axes YZ lorsqu’ils sont en configuration d’obturation. Les volets 23 des sous-ensembles 24a, 24b de volets 23 sont positionnés dans deux plans distincts sécants qui ne sont pas parallèles à celui de l’échangeur de chaleur 6.
Toutefois selon un mode de réalisation différent non illustré, les ensembles 22, 24 de volets 23 peuvent être de construction identique à savoir de même dimension, avec un même nombre de volets agencés dans la même configuration et orientation, autrement dit dans un même plan parallèle à celui de l’échangeur de chaleur 6. Le deuxième ensemble 24 de volets 23 présente préférentiellement un moyen de déflection du flux d’air FE, tel que des aubages ou des écopes, afin de réorienter le flux d’air FE en direction du bloc thermique 4 lorsque le deuxième ensemble 24 de volets 23 est en configuration d’obturation du conduit 20. L’agencement en V du deuxième ensemble 24 de volets 23 correspond donc aussi à un moyen de déflection.
Comme illustré en figure 2, les volets 23 du premier sous-ensemble 24a pivotent dans un sens de rotation, ici dans le sens des aiguilles d’une montre, ou sens horaire, tandis que les volets 23 du second sous-ensemble 24b sont mobiles en rotation dans le sens de rotation opposé au premier sous-ensemble 24a, ici dans le sens antihoraire. Les volets 23 du premier sous-ensemble 24a peuvent être configurés pour être entraînés en rotation de manière simultanée avec les volets 23 du second sous-ensemble 24b.
Selon une variante, les volets 2 du premier sous-ensemble 24a peuvent être configurés pour être actionnés en rotation de manière indépendante des volets 23 du deuxième sous-ensemble 24b.
Le module de face avant 2 comprend en outre un volet de drainage 26 agencé au sein du conduit 20. Pour cela, le conduit 20 comprend une ouverture 28 qui est peut être obturée par le volet de drainage 26. Autrement dit, le volet de drainage 26 forme partiellement une paroi du conduit 20. L’ouverture 28 du conduit 20 est agencée entre le premier et le deuxième ensembles 22, 24 de volets 23, notamment au niveau du bloc thermique 4 comme illustré en figure 4.
Selon rinvention, le volet de drainage 26 est agencé au point le plus bas du module de face avant 2, par exemple en dessous du bloc thermique 4, lorsque le module de face avant 2 est monté dans le véhicule 1.
Ainsi l’ouverture 28 correspond à un orifice d’évacuation de liquide permettant aux condensats 30 issus des échangeurs de chaleur 6,8, notamment durant l’étape de dégivrage de l’évaporateur 6, ou encore aux eaux de pluie et de neige fondue de s’écouler en dehors du conduit 20 et ainsi du module de face avant 2.
De ce fait, l’eau ne peut pas stagner, permettant d’éviter toute mauvaise odeur à proximité de la structure, et notamment dans le coffre quand celui-ci est en face avant du véhicule automobile, ce qui est souvent le cas pour un véhicule électrique.
Le volet de drainage 26 correspond à un volet drapeau comprenant un axe de rotation et une aile. L’invention ne se limite pas à la nature du volet, le volet de drainage peut correspondre à un volet papillon, un volet tambour ou encore un volet coulissant.
Le module de face avant selon l’invention comprend un seul actionneur pilotant le premier ensemble 22 de volets 23 et le volet de drainage 26. L’actionneur peut par exemple comprendre un mécanisme tel une came avec un pion pour l’ensemble 22 de volets 23, le pion déplaçant une bielle qui va entraîner la rotation de tous les volets 23 simultanément et un pion pour commander le pivotement du volet de drainage 26. La came peut par exemple comprendre une course pour ouvrir ou fermer le premier ensemble 22 de volets 23 lors d’un fonctionnement usuel du véhicule 1, et une surcourse, ou une course additionnelle, pour ouvrir le volet de drainage 26 lors d’une opération de dégivrage de l’évaporateur 6 du module de face avant 2.
La figure 5 illustre de manière schématique le procédé pour évacuer les condensats 30 lors d’une opération de dégivrage du premier échangeur de chaleur 6 du module de face avant 2.
L’étape 101 correspond à un état de fonctionnement normal ou usuel du véhicule 1 et du module de face avant 2 du véhicule, tel qu’illustré en figure 1, à savoir que les conditions météorologiques ne sont pas trop défavorables c’est-à-dire l’atmosphère extérieure n’est pas trop humide et froide. Dans ce cas, le premier ensemble 22 de volets 23 est en configuration d’ouverture ou d’obturation du conduit 20 selon les besoins du véhicule tandis que le deuxième ensemble 24 de volets 23 restera en configuration d’ouverture du conduit 20.
Toutefois, si l’atmosphère extérieure dépasse un seuil d’humidité et des atteint une température trop basse, un capteur de givrage ou d’humidité, ou tout autre procédé permettant de détecter le givrage, agencé au niveau du premier échangeur de chaleur enverra une commande à l’Unité de Commande Electronique (ECU) du véhicule 1 qui engagera le procédé de dégivrage tel que décrit ci-dessous.
Le procédé selon l’invention pour dégivrer un échangeur de chaleur d’un module de face avant tel que décrit précédemment comprend les étapes suivantes :
• Une étape de transition 102 dans laquelle l’ECU ordonne aux actionneurs pour chaque ensemble 22,24 de volets 23 de déplacer les volets 23 en position de fermeture du conduit 20. Autrement dit, il y a un actionnement des premier et deuxième ensembles 22, 24 de volets 23 en configuration d’obturation du conduit 20. Le module de face avant 2 lors de l’étape de transition 102 est tel qu’illustré en figure 2, avec notamment les volets des ensembles 22, 24 de volets 23 dans une position intermédiaire entre la configuration d’ouverture et la configuration d’obturation du conduit 20. Le volet de drainage 26 reste fermé lors de cette étape. Le groupe motoventilateur 10 peut être activé lors de cette étape. Les deux ensembles 22, 24 de volets 23 peuvent être actionnés de manière concomitante, c'est-à-dire simultanément, ou de manière successive, à savoir un premier ensemble de volets 23 puis l’autre. Autrement dit, le module de face avant 2 est agencé pour permettre la mise en rotation des volets 23 du premier ensemble 22 de volets 23 simultanément ou indépendamment des volets 23 du deuxième ensemble 24 de volets 23.
• Une étape de dégivrage 103, comme illustré en figure 3, dans laquelle les deux ensembles 22, 24 de volets 23 sont en configuration d’obturation du conduit 20. Les volets 23 sont maintenus dans cette position de fermeture du conduit 20. Le groupe moto-ventilateur 10 doit être en fonctionnement, à savoir que les pales doivent être mises en rotation, lors de cette étape afin de garantir une recirculation de l’air. Le flux d’air FE, ayant traversé le bloc thermique 4, est orienté par le conduit 20 vers le deuxième ensemble 24 de volets 23 comprenant deux sous-ensembles 24a,24b de volets 23. Le deuxième ensemble 24 de volets 23 de par sa forme en V, ou en d’autres termes, avec deux parois inclinées au sein du conduit 20 et qui se rejoignent de manière étanche à mi-hauteur du conduit, par rapport à la verticale Z lorsque le module de face avant 2 est installé dans le véhicule 1, permet de rediriger le flux d’air FE vers l’échangeur de chaleur 6,8. Le volet de drainage 26 reste fermé durant cette étape. Le flux d’air FE, étant renvoyé vers le premier échangeur de chaleur 6, permet de dégivrer la surface de cet évaporateur 6.
• Une étape d’évacuation des condensats 104 dans laquelle le volet de drainage 26 passe en position d’ouverture du conduit 20 afin de dégager l’ouverture 28 et que les condensats 30 puissent s’écouler au travers de l’ouverture 28. Dans cette étape, le groupe moto-ventilateur 10 peut être éteint les pales n’étant plus en rotation, dans ce cas les condensats 30 s’évacuent par la force de gravité. Toutefois le groupe moto-ventilateur 10 peut également rester en fonctionnement de manière à accélérer l’évacuation des condensats 30. Les ensembles 22,24 de volets 23 sont maintenus dans la configuration d’obturation du conduit 20.
• Une étape de réouverture 105 dans laquelle le volet de drainage 26 repasse en position de fermeture de l’ouverture 28 tandis que le premier et deuxième ensembles 22, 24 de volets 23 adoptent une configuration d’ouverture du conduit 20 afin de se retrouver dans une configuration de fonctionnement comme décrit précédemment étape 101.
L’invention concerne également un véhicule comprenant un tel module de face avant tel que décrit précédemment.
Il doit être bien entendu toutefois que ces exemples de réalisation sont donnés à titre d’illustration de l’objet de l’invention. L’invention n’est pas limitée à ces modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d’exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l’homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toute combinaison des différents modes de réalisation décrits précédemment.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Module de face avant (2) pour véhicule automobile comprenant un bloc thermique (4) comprenant au moins un échangeur de chaleur (6,8) et un groupe moto-ventilateur (10) caractérisé en ce qu’un premier ensemble (22) de volets (23) mobiles en rotation et un deuxième ensemble (24) de volets (23) mobiles en rotation sont agencés de part et d’autre du bloc thermique (4).
- 2. Module de face avant (2) selon la revendication 1, dans lequel les volets (23) du premier ensemble (22) de volets (23) sont configurés pour être actionné en rotation de manière indépendante des volets (23) du deuxième ensemble (24) de volets (23).
- 3. Module de face avant (2) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le bloc thermique (4), le premier et deuxième ensembles (22,24) de volets (23) sont agencés dans un conduit (20) configuré pour canaliser un flux d’air (FE).
- 4. Module de face avant (2) selon la revendication 3, dans lequel le conduit (20) comprend une ouverture (28) agencée entre le premier et le deuxième ensembles (22,24) de volets (23), le module de face avant (2) comprenant en outre un volet de drainage (26) apte à obturer au moins partiellement ladite ouverture (28).
- 5. Module de face avant (2) selon la revendication 4, dans lequel le volet de drainage (26) est agencé au point le plus bas du module de face avant (2) lorsque le module de face avant (2) est monté dans le véhicule (1).
- 6. Module de face avant (2) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel le deuxième ensemble (24) de volets (23), agencé en aval du bloc thermique (4) par rapport à l’écoulement d’un flux d’air (FE), présente deux sous-ensembles (24a,24b) de volets (23), les axes de rotation des volets (23) pour chaque sous-ensemble (24a,24b) étant alignés dans un plan, le plan d’alignement des axes de rotation des volets (23) d’un sous-ensemble (24a) étant distinct du plan d’alignement des axes de rotation des volets (23) de l’autre sousensemble (24b).
- 7. Module de face avant (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les premier et deuxième ensembles (22,24) de volets (23) sont de formes différentes.
- 8. Module de face avant (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un seul actionneur pilote le premier ensemble (22) de volets (23) et le volet de drainage (26).
- 9. Procédé pour dégivrer un échangeur de chaleur (6,8) d’un module de face avant (2) selon l’une des revendications 4 à 8 comprenant les étapes suivantes :- Etapes de transition (102): Actionnement du premier et du deuxième ensemble (22,24) de volets (23) en configuration d’obturation du conduit (20);- Etape de dégivrage (103) : Activation du groupe moto-ventilateur (10) et maintient des deux ensembles (22,24) de volets (23) en configuration d’obturation du conduit (20) ;- Etape d’évacuation des condensais (104) : Actionnement du volet de drainage (26) en configuration d’ouverture de l’ouverture (28) du conduit (20).
- 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel lors de l’étape d’évacuation des condensats (104), le groupe moto-ventilateur (10) est maintenu en état de fonctionnement de manière à accélérer l’évacuation des condensats (30).
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