FR3093762A1 - Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle - Google Patents

Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle Download PDF

Info

Publication number
FR3093762A1
FR3093762A1 FR1902679A FR1902679A FR3093762A1 FR 3093762 A1 FR3093762 A1 FR 3093762A1 FR 1902679 A FR1902679 A FR 1902679A FR 1902679 A FR1902679 A FR 1902679A FR 3093762 A1 FR3093762 A1 FR 3093762A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
cooling
cooling module
wall
heat exchangers
turbomachine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1902679A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3093762B1 (fr
Inventor
Amrid Mammeri
Kamel Azzouz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to FR1902679A priority Critical patent/FR3093762B1/fr
Publication of FR3093762A1 publication Critical patent/FR3093762A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3093762B1 publication Critical patent/FR3093762B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/10Guiding or ducting cooling-air, to, or from, liquid-to-air heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/02Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • F04D17/04Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F04D25/082Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation the unit having provision for cooling the motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806Cooling the drive system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

[L’invention a pour objet un module de refroidissement pour véhicule automobile à moteur électrique, comprenant :- une pluralité d’échangeurs thermiques ,- au moins une turbomachine tangentielle (28) apte à créer un flux d’air au contact de la pluralité d’échangeurs thermiques,- un moteur (36) de contrôle de ladite au moins une turbomachine tangentielle (28) et un capot (40) associé audit moteur dans lequel le capot (40) comprend un dispositif de refroidissement (38) du moteur (36) de ladite au moins une turbomachine tangentielle (28).]

Description

MODULE DE REFROIDISSEMENT POUR VÉHICULE AUTOMOBILE ÉLECTRIQUE À TURBOMACHINE TANGENTIELLE
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.
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.
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 égal au côté du carré formé par l’échangeur thermique.
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.
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.
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.
Dans ces conditions, la mise en œuvre 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.
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.
À cet effet, l’invention a pour objet un module de refroidissement pour véhicule automobile à moteur électrique comprenant une pluralité d’échangeurs thermiques, au moins une turbomachine tangentielle apte à créer un flux d’air au contact de la pluralité d’échangeurs thermiques, un moteur de contrôle de ladite au moins une turbomachine tangentielle et un capot associé audit moteur, dans lequel le capot comprend un dispositif de refroidissement du moteur de ladite au moins une turbomachine tangentielle.
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 œuvre.
De préférence, le module de refroidissement comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le capot comprend une paroi munie d’un circuit d’écoulement d’un liquide de refroidissement ;
- ladite paroi est réalisée en matériau conducteur thermique ;
- le circuit d’écoulement du liquide de refroidissement est disposé en contact de ladite paroi de capot ;
- le module comprend un carénage pour loger ladite pluralité d’échangeurs thermiques et ladite au moins une turbomachine tangentielle, le carénage comprenant au moins une paroi, dite paroi de refroidissement, munie d’un circuit d’écoulement du liquide de refroidissement, le capot comprenant au moins une paroi en matériau conducteur thermique formant le dispositif de refroidissement et disposée en contact de ladite paroi de refroidissement ;
- le circuit d’écoulement du liquide de refroidissement est disposé à l’intérieur de ladite au moins une paroi de refroidissement ;
- ladite au moins une paroi de refroidissement est réalisée à partir d’un matériau conducteur thermique ;
- le matériau conducteur thermique comprend un métal, tel que de l’aluminium et/ou un plastique dopé ;
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.
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 :
représente schématiquement la partie avant d’un véhicule automobile à moteur électrique, vu de côté ;
est une vue schématique en perspective d’un module de refroidissement pouvant être mis en œuvre dans le véhicule automobile de la figure 1 (un circuit de refroidissement n’étant pas représenté);
est une vue analogue à la figure 2, du même module de refroidissement dont une partie du boîtier a été retirée ;
est une vue arrachée selon le plan IV-IV du module de refroidissement de la figure 2;
est une vue schématique d’un détail du module de refroidissement de la figure 2 ;
est une vue en perspective du module de refroidissement de la figure 2, selon une orientation opposée ;
illustre schématiquement une première variante de module de refroidissement (un circuit de refroidissement n’étant pas représenté);
illustre schématiquement une deuxième variante de module de refroidissement (un circuit de refroidissement n’étant pas représenté);
illustre schématiquement une troisième variante de module de refroidissement (un circuit de refroidissement n’étant pas représenté);
illustre schématiquement une quatrième variante de module de refroidissement (un circuit de refroidissement n’étant pas représenté) ;
illustre une vue schématique en perspective d’un module de refroidissement selon la présente invention (un circuit de refroidissement étant placé sur le moteur) ; et
illustre une vue schématique en perspective d’un autre module de refroidissement selon la présente invention (un circuit de refroidissement étant placé dans la paroi dudit module de refroidissement, le moteur étant en contact avec ladite paroi).
Description de modes de réalisation
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.
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.
Le module de refroidissement 22 est plus nettement visible sur la figure 2.
Tel qu’illustré sur cette figure 2, le module de refroidissement 22 comporte essentiellement un boîtier ou carénage 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.
Le boîtier 24 permet de loger les échangeurs thermiques 301-304et la turbomachine tangentielle 28.
Le boîtier 24 est ici réalisé en deux parties 241, 242qui sont fixées ensemble par tout moyen accessible à l’homme de l’art. En l’espèce, les deux parties 241, 242sont vissées ensemble au niveau d’une collerette. La partie avant 241a essentiellement une forme de parallélépipède rectangle ouvert sur deux faces opposées. La partie arrière 242a une forme sensiblement plus complexe. Cette partie arrière 242forme notamment ici la volute d’une turbomachine tangentielle 28.
La figure 3 illustre le dispositif de refroidissement 22 dont la partie avant 241du boîtier 24 a été retirée. La figure 3 illustre ainsi la présence d’une pluralité d’échangeurs thermiques 301-304dans le conduit formé à l’intérieur du boîtier 24. Ici, quatre échangeurs thermiques 301-304sont 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 thermiques, de préférence entre quatre et sept échangeurs thermiques, de manière encore plus préférée quatre ou cinq échangeurs thermiques. Les échangeurs thermiques 301-304sont illustrés sur la figure 3 de manière schématique, sous la forme de plaques sensiblement rectangulaires. En pratique, et de manière remarquable, les échangeurs thermiques 301-304présentent notamment une hauteur h30, mesurée selon une direction sensiblement verticale, inférieure ou égale à 350 mm. Les échangeurs thermiques 301-304sont ainsi particulièrement bien dimensionnés pour être en contact avec un flux d’air provenant de la baie de refroidissement 18.
Dans l’exemple illustré sur la figure 3, tous les échangeurs thermiques 301-304sont identiques et présentent tous une même hauteur h30. Dans le cas où les échangeurs thermiques 301-304ont des hauteurs différentes, il est préféré que toutes ces hauteurs soient inférieures ou égale à 350 mm.
De préférence, la hauteur h30des échangeurs thermiques 301-304est comprise entre 70 mm et 300 mm. Ceci permet en effet d’assurer des performances satisfaisantes des échangeurs thermiques 301-304tout 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.
De manière encore plus préférée, le module de refroidissement 22 présente une hauteur h2 2comprise entre 70 mm et 300 mm. On comprend que la hauteur h30des échangeurs thermiques 301-304est toujours sensiblement inférieure à la hauteur h2 2du module de refroidissement 22.
Pour compenser la hauteur relativement faible des échangeurs thermiques 301-304, ceux-ci peuvent être relativement nombreux, notamment jusqu’à quatre ou cinq échangeurs thermiques 301-304, 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.
La disposition des échangeurs thermiques 301-304les 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 p22du module de refroidissement 22 est comprise entre 12 mm et 140 mm. En outre, la largeur L30des échangeurs thermiques 301-304ou de chaque échangeur thermique 301-304peut être comprise entre 12 mm et 140 mm.
Par ailleurs, du fait de la forme des échangeurs thermiques 301-304, 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 301-304, notamment sur sensiblement toute la longueur de ces échangeurs thermiques 301-304, longueur mesurée selon la direction latérale Y.
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.
Chaque étage de pales 34 comporte un même nombre de pales 34, équiréparties angulairement autour de l’axe de rotation A32de 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 œuvre 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.
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.
Alternativement, le décalage angulaire des pales 34 entre deux étages voisins de pales 34 correspond à l’épaisseur d’une pale 34.
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.
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.
La turbomachine 28 comporte également un moteur 36 (ou motoréducteur) adapté à entrainer en rotation la turbine 32 autour son axe de rotation A32. Avantageusement, l’axe de rotation A32de 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 301-304. La turbomachine 28 est ainsi adaptée à créer un flux d’air sensiblement constant sur toute la largeur d’un même échangeur thermique 301-304. Afin d’optimiser le flux d’air créé, la hauteur h32de la turbine 32 est sensiblement égale à la largeur L30des échangeurs thermiques 301-304.
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.
Le diamètre D32de la turbine 32 est par exemple compris entre 35 mm et 200 mm pour limiter. La turbomachine 28 est ainsi compacte.
Comme déjà indiqué, la partie arrière 242du 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 301-304.
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.
Par exemple, dans l’exemple illustré précédemment et illustré schématiquement à la figure 7a, la turbomachine 28 est dans une position haute, 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. Au contraire, une position basse de la turbomachine 28, illustré à la figure 7c, notamment dans le tiers inférieur du boîtier 24, permet de limiter l’encombrement du module de refroidissement 22 dans sa partie haute. Alternativement, la turbomachine 28 peut être dans une position médiane, illustrée à la figure 7b, 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.
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 301-304, par rapport à ces échangeurs thermiques 301-304. Une telle configuration peut par exemple permettre de gérer, ponctuellement dans le temps, le refroidissement d’une portion des échangeurs thermiques 301-304.
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 301-304. Alternativement, cependant, la turbomachine 28 fonctionne pas soufflage, soufflant l’air vers les différents échangeurs thermiques 301-304.
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.
L’invention est maintenant décrite en relation avec les figures 9 et 10.
Comme il ressort de ces figures, le module de refroidissement 22 comprend un dispositif de refroidissement 38 du moteur 36. Le dispositif de refroidissement 38 est disposé au niveau d’un capot 40 du moteur 36, comme il va être détaillé.
Le dispositif de refroidissement 38 permet un refroidissement optimal du moteur 36, ce qui assure une performance améliorée du module de refroidissement 22.
Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 9, le dispositif de refroidissement moteur 38 comprend un circuit d’écoulement de liquide de refroidissement 42 connecté à une entrée de fluide 44 dans le dispositif de refroidissement et à une sortie de fluide 46 hors du dispositif de refroidissement.
Comme visible sur la figure 9, le circuit d’écoulement 42 est disposé sur une surface extérieure d’une paroi 48 du capot 40. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette configuration et le circuit de refroidissement 40 peut être interne à la paroi 42.
Avantageusement, la paroi 48 est réalisée en matériau conducteur thermique, comme de l’aluminium ou un plastique dopé.
Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 10, le dispositif de refroidissement 38 comprend la paroi de capot 48 réalisée en matériau conducteur thermique, telle que de l’aluminium ou un plastique dopé.
Comme il ressort également de la figure 10, la partie avant 241du carénage 24 a une forme de parallélépipède comprenant au moins deux paires de parois opposées, une première paire de parois 50-1, 50-2 s’étendant dans des plans (X, Z) tandis qu’une deuxième paire 52-1, 52-2 s’étend dans des plans (Y,Z).
La partie avant 241est munie d’un circuit de refroidissement 54 intégré au moins dans l’une des parois 50-1, 50-2, 52-1, 52-2, et par exemple constitué par des cavités de circulation du liquide de refroidissement dans chaque paroi de refroidissement. Sur la figure 10, le circuit de refroidissement 54 présente une forme de serpentin connecté à une entrée de fluide 56 dans la paroi de refroidissement et une sortie de fluide 48 hors de la paroi de refroidissement.
Du fait que le circuit de refroidissement 54 est interne à la paroi de refroidissement, le module de refroidissement 22 reste compact et ses dimensions externes inchangées, ce qui lui permet d’être aisément incorporé dans le véhicule automobile.
Chaque paroi de refroidissement est réalisée à partir d’un matériau conducteur thermique, ce qui permet au liquide de refroidissement d’échanger thermiquement avec le flux d’air F. Le matériau conducteur thermique est avantageusement de l’aluminium ou un plastique dopé.
Comme visible sur la figure 10, la paroi de capot 48 est en contact avec la paroi de refroidissement 50-2, ce qui assure le refroidissement de la paroi 48 puis du moteur 36.
Ainsi, que le circuit d’écoulement du liquide soit au niveau du capot lui-même ou sur une paroi du carénage, le moteur est efficacement refroidi par le dispositif de refroidissement qui lui est dédié.
On note que les modes de réalisation des figures 9 et 10 sont combinables, c’est-à-dire qu’il est possible de prévoir un refroidissement du moteur via le circuit d’écoulement de liquide dans le carénage ainsi que dans le capot moteur directement.

Claims (9)

  1. Module de refroidissement (22) pour véhicule automobile (10) à moteur électrique (12), comprenant :
    - une pluralité d’échangeurs thermiques (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),
    - un moteur (36) de contrôle de ladite au moins une turbomachine tangentielle (28) et un capot (40) associé audit moteur
    dans lequel le capot (40) comprend un dispositif de refroidissement (38) du moteur (36) de ladite au moins une turbomachine tangentielle (28).
  2. Module de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le capot (40) comprend une paroi (48) munie d’un circuit d’écoulement d’un liquide de refroidissement (42).
  3. Module de refroidissement selon la revendication précédente, dans lequel ladite paroi (48) est réalisée en matériau conducteur thermique.
  4. Module de refroidissement selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel le circuit d’écoulement du liquide de refroidissement (42) est en contact de ladite paroi de capot (48).
  5. Module de refroidissement selon l’une des revendications précédentes, comprenant un carénage (24) pour loger ladite pluralité d’échangeurs thermiques (301-304) et ladite au moins une turbomachine tangentielle (28), le carénage (24) comprenant au moins une paroi (50-1, 50-2), dite paroi de refroidissement (50-1, 50-2), munie d’un circuit d’écoulement du liquide de refroidissement (54), le capot (40) comprenant au moins une paroi en matériau conducteur thermique (48) formant le dispositif de refroidissement (38) et disposée en contact de ladite paroi de refroidissement (50-1, 50-2).
  6. Module de refroidissement selon la revendication précédente, dans lequel le circuit d’écoulement du liquide de refroidissement (54) est disposé à l’intérieur de ladite au moins une paroi de refroidissement (50-1, 50-2).
  7. Module de refroidissement selon la revendication précédente dans lequel ladite au moins une paroi de refroidissement (50-1, 50-2) est réalisée à partir d’un matériau conducteur thermique.
  8. Module de refroidissement selon la revendication précédente, dans lequel le matériau conducteur thermique comprend un métal, tel que de l’aluminium et/ou un plastique dopé.
  9. 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).
FR1902679A 2019-03-15 2019-03-15 Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle Expired - Fee Related FR3093762B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1902679A FR3093762B1 (fr) 2019-03-15 2019-03-15 Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1902679A FR3093762B1 (fr) 2019-03-15 2019-03-15 Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
FR1902679 2019-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3093762A1 true FR3093762A1 (fr) 2020-09-18
FR3093762B1 FR3093762B1 (fr) 2021-03-05

Family

ID=67107861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1902679A Expired - Fee Related FR3093762B1 (fr) 2019-03-15 2019-03-15 Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3093762B1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050023057A1 (en) * 2003-07-24 2005-02-03 Akihiro Maeda Vehicle front end structure
EP1715157A1 (fr) * 2005-04-21 2006-10-25 Nissan Motor Co., Ltd. Dispositif et procédé de refroidissement pour un véhicule automobile
US20070261816A1 (en) * 2006-03-27 2007-11-15 Warren Charles J Hood mounted heat exchanger
WO2014093759A1 (fr) * 2012-12-14 2014-06-19 Brammo, Inc. Système de refroidissement de moteur électrique à haut rendement et faible débit de réfrigérant
FR3048465A1 (fr) * 2016-03-01 2017-09-08 Valeo Systemes Thermiques Systeme d'entrainement d'une helice d'un groupe moto-ventilateur, incorporant un circuit hydraulique de refroidissement d'un fluide caloporteur

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050023057A1 (en) * 2003-07-24 2005-02-03 Akihiro Maeda Vehicle front end structure
EP1715157A1 (fr) * 2005-04-21 2006-10-25 Nissan Motor Co., Ltd. Dispositif et procédé de refroidissement pour un véhicule automobile
US20070261816A1 (en) * 2006-03-27 2007-11-15 Warren Charles J Hood mounted heat exchanger
WO2014093759A1 (fr) * 2012-12-14 2014-06-19 Brammo, Inc. Système de refroidissement de moteur électrique à haut rendement et faible débit de réfrigérant
FR3048465A1 (fr) * 2016-03-01 2017-09-08 Valeo Systemes Thermiques Systeme d'entrainement d'une helice d'un groupe moto-ventilateur, incorporant un circuit hydraulique de refroidissement d'un fluide caloporteur

Also Published As

Publication number Publication date
FR3093762B1 (fr) 2021-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3093760A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
WO2020188191A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
WO2021048494A1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile à turbomachine tangentielle
EP4077012A1 (fr) Module de dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile, dispositif de ventilation comportant un tel module et module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de ventilation
EP4240606A1 (fr) Module de refroidissement pour vehicule automobile electrique ou hybride a turbomachine tangentielle avec echangeur thermique supplementaire
FR3093763A1 (fr) Module de refroidissement à zone sacrificielle pour véhicule automobile électrique
FR3093759A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
FR3093762A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
WO2020239485A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
FR3093757A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
WO2020239486A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
WO2022106147A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique ou hybride à turbomachine tangentielle avec échangeur de chaleur supplémentaire
FR3093764A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
FR3100488A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile à deux turbomachines tangentielles et au moins un échangeur thermique
FR3115735A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique ou hybride à turbomachine tangentielle
EP4204669B1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique à turbomachine tangentielle
FR3100483A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile à turbomachine tangentielle
WO2021123556A1 (fr) Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile
WO2021048493A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile à turbomachine tangentielle
WO2021123557A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile à turbomachine tangentielle
WO2020183110A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile
WO2021123553A1 (fr) Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile
FR3121076A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile électrique ou hybride à turbomachine tangentielle avec refroidissement de l’électronique de puissance
FR3100484A1 (fr) Module de refroidissement pour véhicule automobile à turbomachine tangentielle
FR3114049A1 (fr) Ensemble de modules de refroidissement à turbomachine tangentielle pour face avant de véhicule automobile électrique ou hybride

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200918

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

ST Notification of lapse

Effective date: 20221105