FR3114048A1 - Module d’échange thermique et véhicule automobile correspondant - Google Patents

Abstract

Module d’échange thermique et véhicule automobile correspondant L’invention concerne un module d’échange thermique (22) pour véhicule automobile (10), comprenant : - un boitier (32), - au moins un premier échangeur thermique (24) et un deuxième échangeur thermique (26) disposés dans le boitier (32), et - un dispositif de ventilation comportant au moins une première turbomachine tangentielle (30a) configurée pour mettre en mouvement au moins un premier flux d’air (F1) destiné à traverser l’ensemble des échangeurs thermiques (24, 26), disposée en aval de l’ensemble des échangeurs thermiques (24, 26) selon le sens d’écoulement du premier flux d’air (F1). Selon l’invention, le dispositif de ventilation comporte au moins une deuxième turbomachine tangentielle (30b), configurée pour mettre en mouvement au moins un deuxième flux d’air destiné à traverser ledit premier échangeur thermique (24), et disposée sur un côté du boitier (32) entre lesdits premier et deuxième échangeurs thermiques (24, 26), en aval dudit premier échangeur thermique (24) selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air. Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

Module d’échange thermique et véhicule automobile correspondant

L’invention se rapporte à un module d’échange thermique, en particulier un module de refroidissement pour véhicule automobile, à turbomachine tangentielle. L’invention s’applique en particulier pour un véhicule automobile électrique. L’invention vise également un véhicule automobile muni d’un tel module d’échange thermique.

Les véhicules à moteur, qu’ils soient à combustion ou électriques, ont besoin notamment d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d’un module d’échange thermique, tel qu’un module de refroidissement.

Selon une solution connue, le module d’échange thermique comporte un ou plusieurs échangeurs thermiques et un dispositif de ventilation adapté pour mettre en mouvement ou accroître un flux d’air destiné à traverser les échangeurs thermiques. Le dispositif de ventilation permet en particulier de mettre en mouvement un flux d’air destiné à traverser les échangeurs thermiques, à l’arrêt du véhicule automobile ou à faible vitesse d’avancement.

Par ailleurs, au moins l’un des échangeurs thermiques permet de participer au conditionnement thermique, plus particulièrement au refroidissement, d’un ou plusieurs composants du véhicule automobile, en permettant de dissiper la chaleur captée, au niveau de ces composants. Il s’agit notamment de composants électroniques et/ou électriques, susceptibles de dégager de la chaleur en fonctionnement, tels que les batteries, mais aussi le moteur, un chargeur embarqué, ou encore un convertisseur DC-DC. Cette chaleur peut par exemple être captée par un échangeur de type « chiller » ou refroidisseur.

En effet, la durée de vie et les performances de tels composants, en particulier les batteries, sont conditionnées par la température du milieu environnant. Il est donc nécessaire de garantir un maintien à une température déterminée de ces composants en phase de roulage du véhicule automobile, c’est-à-dire quand les batteries se déchargent. Il faut également garantir un refroidissement de ces composants pendant les phases de charge ou rechargement d’un véhicule électrique ou hybride par exemple, car elles se traduisent par un échauffement de ces composants.

Une technique de charge dite de charge rapide ou « fast charge » en anglais, consiste à charger les batteries sous une tension et un ampérage élevés, de manière à les charger en un temps réduit, par exemple en un temps maximum de vingt minutes. Cette charge rapide implique un échauffement qu’il convient de traiter.

Cependant, l’apport en air frais, au niveau du module d’échange thermique, peut ne pas être suffisant pour garantir un refroidissement optimisé, notamment pendant les phases de charge rapide, d’un véhicule électrique ou hybride par exemple.

En effet, l’air frais qui pénètre dans le module d’échange thermique par la calandre traverse successivement les échangeurs thermiques, de sorte que l’air se réchauffe au fur et à mesure et est à une température plus chaude en arrivant aux derniers échangeurs thermiques selon le sens d’écoulement du flux d’air. Les échangeurs situés en bout de chaine voient donc généralement une température d’air assez élevée. Cette température plus chaude implique une performance de refroidissement moins importante au niveau de ce ou des derniers échangeurs thermiques. Ces échangeurs thermiques peuvent atteindre leur limite de refroidissement plus rapidement que les premiers échangeurs thermiques.

Toutefois, il se peut que le dernier ou l’un des derniers échangeurs thermiques nécessite un besoin important de dissiper de la chaleur. Ceci peut être le cas par exemple, lorsqu’il s’agit d’un condenseur permettant de dissiper la chaleur captée au niveau d’une boucle de régulation thermique de composants susceptibles de générer de la chaleur, tels que les batteries de véhicule électrique ou hybride. Le condenseur peut notamment permettre de dissiper la chaleur captée par un échangeur tel qu’un refroidisseur aussi nommé « chiller » en anglais.

La performance de refroidissement réduite au niveau du dernier ou de l’un des derniers échangeurs thermiques du module d’échange thermique implique un refroidissement moins important notamment pendant les phases de charge rapide.

L’invention a pour objectif de pallier au moins partiellement les inconvénients de l’art antérieur en proposant un module d’échange thermique dont les performances thermiques sont améliorées.

À cet effet, l’invention a pour objet un module d’échange thermique pour véhicule automobile, comprenant :

1. un boitier,
2. au moins un premier échangeur thermique et un deuxième échangeur thermique disposés dans le boitier, et
3. un dispositif de ventilation comportant au moins une première turbomachine tangentielle configurée pour mettre en mouvement au moins un premier flux d’air destiné à traverser l’ensemble des échangeurs thermiques, ladite au moins une première turbomachine tangentielle étant disposée en aval de l’ensemble des échangeurs thermiques selon le sens d’écoulement du premier flux d’air.

Selon l’invention, le dispositif de ventilation comporte au moins une deuxième turbomachine tangentielle.

Ladite au moins une deuxième turbomachine tangentielle est configurée pour mettre en mouvement au moins un deuxième flux d’air destiné à traverser ledit au moins un premier échangeur thermique.

Ladite au moins une deuxième turbomachine tangentielle est disposée sur un côté du boitier entre lesdits premier et deuxième échangeurs thermiques, en étant en aval dudit au moins un premier échangeur thermique selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air.

Une telle solution permet notamment grâce à la deuxième turbomachine tangentielle et selon au moins certaines configurations de fonctionnement, d’alimenter le module d’échange thermique avec de l’air frais supplémentaire tout en ayant un débit d’air assez important.

Le module d’échange thermique peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.

Ladite au moins une deuxième turbomachine tangentielle est disposée sur un côté du boitier entre lesdits premier et deuxième échangeurs thermiques selon une direction axiale du module d’échange thermique. Cette direction axiale est destinée à correspondre à un axe longitudinal du véhicule automobile lorsqu’il est équipé du module d’échange thermique.

Les deux turbomachines tangentielles sont par exemple agencées sur des côtés du boitier qui s’étendent selon des plans perpendiculaires.

La première turbomachine tangentielle est par exemple agencée dans une partie arrière du boitier, selon le sens d’écoulement du premier flux d’air, formant volute.

Le module d’échange thermique peut comporter au moins un premier groupe et un deuxième groupe d’échange thermique, chaque groupe d’échange thermique comprenant un ou plusieurs échangeurs thermiques, et la deuxième turbomachine tangentielle est agencée en aval du premier groupe d’échange thermique, entre les deux groupes.

Le module d’échange thermique peut comporter plusieurs deuxièmes turbomachines tangentielles.

Les turbomachines tangentielles peuvent être différentes.

De façon alternative, les turbomachines tangentielles peuvent être similaires.

Le boitier présente au moins une première entrée d’air et au moins une entrée d’air additionnelle distincte de la première entrée d’air.

L’entrée d’air additionnelle est disposée entre lesdits au moins deux échangeurs thermiques sur un côté du boitier opposé au côté portant la deuxième turbomachine tangentielle.

De façon avantageuse, la première turbomachine tangentielle est configurée pour mettre en mouvement au moins un troisième flux d’air, destiné à entrer dans le boitier à travers l’entrée d’air additionnelle et à traverser ledit au moins un deuxième échangeur thermique.

Ledit module peut comprendre au moins un clapet d’entrée d’air agencé mobile par rapport au boitier, entre une position de fermeture de manière à obturer l’entrée d’air additionnelle et une position d’ouverture de manière à libérer l’entrée d’air additionnelle.

Le boitier peut comporter une première sortie d’air en aval de la première turbomachine tangentielle selon le sens d’écoulement du premier flux d’air.

Le boitier peut comporter une deuxième sortie d’air en aval de la deuxième turbomachine tangentielle selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air.

Ledit module peut comprendre au moins un clapet de sortie d’air peut être agencé mobile par rapport au boitier, entre une position de fermeture de manière à obturer la deuxième sortie d’air et une position d’ouverture de manière à libérer la deuxième sortie d’air.

Ledit au moins un clapet est par exemple monté pivotant par rapport au boitier.

Ledit module comporte avantageusement au moins un actionneur configuré pour entrainer en déplacement au moins un clapet correspondant entre les positions de fermeture et d’ouverture.

Ledit module comporte avantageusement au moins un panneau d’obturation monté mobile entre une position repliée et une position déployée. Dans la position déployée, le panneau d’obturation s’étend entre

1. d’une part ledit au moins un premier échangeur thermique et
2. d’autre part l’entrée d’air additionnelle et ledit au moins un deuxième échangeur thermique.

Les turbomachines tangentielles, le jeu de clapets et le panneau d’obturation offrent différentes configurations de fonctionnement du module d’échange thermique permettant selon les besoins, un apport d’air frais mais aussi un débit d’air plus important par rapport aux solutions de l’art antérieur avec une turbomachine tangentielle derrière l’ensemble des échangeurs thermiques.

Ledit module peut comporter un mécanisme d’entrainement du panneau d’obturation, avantageusement motorisé.

Le panneau d’obturation est par exemple destiné à s’enrouler autour d’un axe d’enroulement.

Le panneau d’obturation, par exemple un rideau, peut être réalisé dans un matériau rigide ou souple.

Selon un mode de réalisation, ledit au moins un panneau d’obturation est configuré pour être dans la position déployée lorsque ledit au moins un clapet d’entrée d’air est dans la position d’ouverture libérant l’entrée d’air additionnelle.

Dans la position déployée, le panneau d’obturation permet de délimiter, d’isoler, deux chemins d’écoulement d’air :

1. d’une part depuis la première entrée d’air jusqu’à la deuxième sortie d’air et
2. d’autre part depuis l’entrée d’air additionnelle jusqu’à la première sortie d’air.

Le module peut comporter un cadre destiné à être disposé au niveau de la calandre du véhicule automobile. Le cadre est muni d’une pluralité de volets montés mobiles par rapport au cadre, de façon à obturer ou libérer au moins une ouverture à travers le cadre. Au moins un premier jeu de volets peut être agencé au niveau d’une première partie du cadre. Un deuxième jeu de volets distinct du premier jeu de volets, peut être agencé au niveau d’une deuxième partie du cadre et est configuré pour être entrainé en déplacement indépendamment du premier jeu de volets.

La première entrée d’air du boitier est destinée à être agencée au niveau d’une première partie de calandre.

Le deuxième jeu de volets est configuré pour être entrainé en déplacement en fonction du positionnement du clapet d’entrée d’air.

Le deuxième jeu de volets peut être agencé dans la position libérant au moins une ouverture au niveau de la deuxième partie du cadre, lorsque le clapet d’entrée d’air est agencé dans la position d’ouverture libérant l’entrée d’air additionnelle.

Le deuxième jeu de volets peut être agencé dans la position obturant ladite au moins une ouverture au niveau de la deuxième partie du cadre, lorsque le clapet d’entrée d’air est agencé dans la position de fermeture obturant l’entrée d’air additionnelle.

Ledit module comporte avantageusement au moins deux actionneurs respectivement associés à un jeu de volets et configurés pour entrainer en déplacement les jeux de volets indépendamment l’un de l’autre.

Ledit module peut comporter une unité de pilotage comprenant un ou plusieurs moyens de traitement pour commander l’actionnement des clapets, des jeux de volets, du panneau d’obturation.

Le module d’échange thermique est de préférence destiné à équiper un véhicule automobile électrique.

Ledit module peut être un module de refroidissement, configuré pour refroidir ou participer au refroidissement d’au moins un composant électronique et/ou électrique du véhicule automobile.

Le module de refroidissement est par exemple configuré pour le refroidissement des batteries de véhicule automobile électrique ou hybride.

L’invention concerne encore un véhicule automobile équipé d’au moins un module d’échange thermique tel que défini précédemment. Il s’agit de préférence d’un véhicule automobile à moteur électrique.

Le véhicule comprend une carrosserie présentant au moins une ouverture définissant au moins une baie de refroidissement en regard de laquelle ledit au moins un module d’échange thermique peut être disposé. La baie de refroidissement peut être disposée sous le pare-chocs.

En particulier, la première entrée d’air peut être agencée en regard de la baie de refroidissement.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

La figure 1 représente schématiquement une partie avant d’un véhicule automobile, vu de côté, équipé d’un module d’échange thermique dans une première configuration de fonctionnement.

La figure 2 représente schématiquement la partie avant du véhicule automobile, vu de côté, équipé du module d’échange thermique dans une deuxième configuration de fonctionnement.

La figure 3 est une vue schématique en perspective du module d’échange thermique dans la première configuration de fonctionnement.

La figure 4 est une vue schématique en perspective du module d’échange thermique dans la deuxième configuration de fonctionnement.

La figure 5 est une vue schématique en perspective du module d’échange thermique dans une troisième configuration de fonctionnement.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier, deuxième élément. Il peut s’agir d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas forcément une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus forcément un ordre dans le temps.

Dans la présente, on entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport au sens d’écoulement d’un flux d’air. À contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport au sens d’écoulement de ce flux d’air. Les termes avant et arrière sont définis par rapport au sens d’avancement d’un véhicule automobile.

Les figures 1 et 2 illustrent de manière schématique la partie avant d’un véhicule automobile 10 à moteur, en particulier à moteur électrique 12.

Sur les figures, un premier axe, noté X, correspond à un axe longitudinal du véhicule automobile 10. Il correspond également à un axe d’avancement du véhicule automobile 10. Un deuxième axe, noté Y, est un axe latéral ou transversal. Enfin, un troisième axe, noté Z, est vertical. Les axes, X, Y, Z sont orthogonaux deux à deux.

Le véhicule 10 comporte notamment une carrosserie 14 définissant une face avant 14a 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 unique dans l’exemple représenté. Cette baie de refroidissement 18 se trouve en partie basse, selon l’axe vertical Z, de la face avant 14a de la carrosserie 14. En particulier, comme dans l’exemple illustré, la baie de refroidissement 18 est située sous le pare-chocs 16. Une grille peut être disposée dans la baie de refroidissement 18 pour éviter que des projectiles puissent traverser la baie de refroidissement 18. Un module d’échange thermique 22 peut être disposé dans le véhicule automobile 10, avantageusement en vis-à-vis de la baie de refroidissement 18. La grille permet notamment de protéger ce module d’échange thermique 22.

En particulier, le module d’échange thermique 22 est un module de refroidissement, configuré pour refroidir ou participer au refroidissement d’au moins un composant du véhicule automobile 10, notamment un composant électronique et/ou électrique, susceptible de dégager de la chaleur en fonctionnement. Le module de refroidissement est par exemple configuré pour refroidir ou participer au refroidissement de batteries de véhicule automobile électrique ou hybride. Selon une autre variante ou en complément, le module de refroidissement peut être configuré pour refroidir/participer au refroidissement d’autres composants tels que le moteur, un chargeur embarqué, un convertisseur.

Sur les figures 1 et 2, le module d’échange thermique 22, en particulier de refroidissement, est illustré dans une position fonctionnelle, c’est-à-dire quand il équipe le véhicule automobile 10. La figure 1 montre le module d’échange thermique 22 dans une première configuration de fonctionnement avec un seul chemin d’air au sein du module d’échange thermique 22, tandis que la figure 2 montre une deuxième configuration de fonctionnement avec deux chemins d’écoulement d’air isolés au sein du module d’échange thermique 22. Ces configurations sont détaillées par la suite.

Le module d’échange thermique 22 est mieux visible sur les figures 3 à 5.

Il comprend au moins deux échangeurs thermiques 24, 26. Dans l’exemple illustré sur les figures 3 à 5, le module d’échange thermique 22 comprend un premier échangeur thermique 24 et un deuxième échangeur thermique 26. Bien entendu, ce nombre d’échangeurs thermiques n’est pas limitatif. Le module d’échange thermique 22 peut comporter plus d’échangeurs thermiques suivant la configuration souhaitée.

Le module d’échange thermique 22 peut comporter par exemple au moins deux groupes d’échange thermique ou deux jeux d’échangeurs thermiques, chaque groupe d’échange thermique ou jeu d’échangeurs thermiques comprenant un ou plusieurs échangeurs thermiques. Les groupes d’échange thermique peuvent comporter le même nombre d’échangeurs thermiques ou un nombre différent d’échangeurs thermiques.

Le module d’échange thermique 22 peut comporter à titre d’exemple non limitatif un ou plusieurs échangeurs thermiques parmi un évaporateur, un condenseur, un évapo-condenseur, un radiateur notamment un radiateur basse température. Le premier échangeur thermique 24 peut par exemple être un évapo-condenseur. Le deuxième échangeur thermique 26 peut être un radiateur basse température.

Dans les exemples des figures 3 à 5, les échangeurs thermiques 24, 26 sont par exemple disposés les uns derrière les autres selon une direction axiale du module d’échange thermique 22. Les échangeurs thermiques 24, 26 sont alignés selon un axe d’alignement qui est ici parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X.

Selon les modes de réalisation illustrés, chacun des échangeurs thermiques 24, 26, présente une forme générale parallélépipédique dont la longueur s’étend selon l’axe transversal Y, l’épaisseur selon l’axe longitudinal X et la hauteur selon l’axe vertical Z.

Le module d’échange thermique 22 comprend également un dispositif de ventilation. Ce dispositif de ventilation comporte au moins une première turbomachine tangentielle 30a et au moins une deuxième turbomachine tangentielle 30b.

Dans les exemples illustrés sur les figures 3 à 5, seules deux turbomachines tangentielles 30a, 30b sont représentées. Ce nombre n’est pas limitatif. Le module d’échange thermique 22 peut comporter plus de deux turbomachines tangentielles 30a, 30b.

La première turbomachine tangentielle 30a est configurée pour mettre en mouvement au moins un flux d’air. Comme schématisé sur la figure 3, la première turbomachine tangentielle 30a peut mettre en mouvement un premier flux d’air F1 destiné à traverser les échangeurs thermiques 24, 26. La première turbomachine tangentielle 30a est disposée en aval des échangeurs thermiques 24, 26 selon le sens d’écoulement du premier flux d’air F1.

La première turbomachine tangentielle 30a comprend par exemple un rotor ou turbine (ou hélice tangentielle). La turbine a une forme générale cylindrique. Elle comporte avantageusement un ou plusieurs étages de pales (ou aubes), non illustrées. La turbine est montée rotative autour d’un axe de rotation A, par exemple parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe transversal Y. La première turbomachine tangentielle 30a comporte également un moteur (non représenté) adapté à entrainer en rotation la turbine autour de son axe de rotation A.

La deuxième turbomachine tangentielle 30b est disposée entre le premier échangeur thermique 24 et le deuxième échangeur thermique 26.

Plus précisément, la deuxième turbomachine tangentielle 30b est disposée entre le premier échangeur thermique 24 et le deuxième échangeur thermique 26 selon une direction axiale du module d’échange thermique 22, destinée à correspondre à l’axe longitudinal X du véhicule automobile lorsqu’il est équipé du module d’échange thermique 22.

Comme on le constate dans l’exemple des figures 3 à 5, la deuxième turbomachine tangentielle 30b n’est pas alignée avec les échangeurs thermiques 24, 26 mais est décalée selon l’axe vertical Z par rapport aux échangeurs thermiques 24, 26.

La deuxième turbomachine tangentielle 30b est configurée pour mettre en mouvement au moins un flux d’air.

En particulier, en référence à la figure 4, la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut mettre en mouvement un deuxième flux d’air F2. « Deuxième » est utilisé ici pour distinguer le flux d’air F2 mis en mouvement par la deuxième turbomachine tangentielle 30b du premier flux d’air F1 précédemment décrit mis en mouvement par la première turbomachine tangentielle 30a. Cela n’implique pas une priorité du premier flux d’air F1 sur le deuxième flux d’air F2.

Contrairement au premier flux d’air F1, le deuxième flux d’air F2 n’est pas destiné à circuler à travers l’ensemble des échangeurs thermiques 24, 26. Le deuxième flux d’air F2 est destiné à traverser le ou les échangeurs thermiques qui sont situés devant la deuxième turbomachine tangentielle 30b dans l’axe longitudinal X. Dans l’exemple illustré sur la figure 4, le deuxième flux d’air F2 est destiné à traverser au moins le premier échangeur thermique 24. La deuxième turbomachine tangentielle 30b est agencée en aval au moins du premier échangeur thermique selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air F2. Ceci est possible notamment dans une configuration où le canal d’air interne 33 comporte au moins deux chemins d’écoulement d’air isolés 331, 332, comme expliqué plus en détail par la suite.

De plus, lorsque les deux turbomachines tangentielles 30a, 30b fonctionnent, et que le canal d’air interne 33 définit un seul chemin d’écoulement d’air, il est possible que chacune mette en mouvement une partie F’ ou F’’ d’un flux d’air F extérieur, comme schématisé sur la figure 5. Par exemple, la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut mettre en mouvement une partie F’ du flux d’air F extérieur destinée à traverser au moins le premier échangeur thermique 24. La première turbomachine tangentielle 30a peut mettre en mouvement une autre partie F’’ du flux d’air F extérieur destinée à traverser l’ensemble des échangeurs thermiques 24, 26.

La deuxième turbomachine tangentielle 30b peut selon une variante de réalisation être agencée entre deux groupes d’échange thermique, dans l’axe longitudinal X. La deuxième turbomachine tangentielle 30b est par exemple en aval du premier groupe d’échange thermique.

On peut prévoir une variante avec plusieurs deuxièmes turbomachines tangentielles 30b, intercalées entre chaque paire d’échangeurs thermiques, sur le boitier 32, dans l’axe longitudinal X.

La deuxième turbomachine tangentielle 30b peut être similaire ou au contraire différente de la première turbomachine tangentielle 30a. La deuxième turbomachine tangentielle 30b peut comprendre une turbine montée rotative autour d’un axe de rotation A’, par exemple parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe transversal Y. Dans les exemples illustrés, l’axe de rotation A’ de la turbine de la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut être parallèle à l’axe de rotation A de la turbine de la première turbomachine tangentielle 30a.

Lorsqu’elles sont différentes, les deux turbomachines tangentielles 30a, 30b peuvent, de façon non limitative, être de dimensions différentes, de diamètres différents, de vitesses différentes, présenter des pales de formes géométriques différentes.

En outre, les turbomachines tangentielles 30a, 30b sont ici configurées pour fonctionner en aspiration, c'est-à-dire qu’elles permettent d’aspirer l’air ambiant pour le conduire au contact d’un ou plusieurs des échangeurs thermiques 24, 26.

De façon avantageuse, la première et/ou deuxième turbomachine tangentielle 30a, 30b peut être destinée à fonctionner, à faible vitesse ou à l’arrêt du véhicule automobile. Au contraire, elle peut être destinée à être à l’arrêt, à vitesse élevée du véhicule automobile.

Par ailleurs, le module d’échange thermique 22, peut comporter un cadre 29. Ce cadre 29 est généralement destiné à être disposé au niveau de la calandre du véhicule automobile 10. Le cadre 29 est muni d’une pluralité de volets 31, 31’, montés mobiles par rapport au cadre 29, de façon à obturer ou libérer une ouverture à travers ce cadre 29.

Plus précisément, au moins un premier jeu de volets 31 est agencé au niveau d’une première partie du cadre 29, dans l’exemple illustré une partie haute selon l’axe vertical Z, qui est destinée à être agencée en regard d’une première partie de calandre, lorsque le module d’échange thermique 22 équipe un véhicule automobile. Le premier jeu de volets 31 peut être agencé dans une position pour libérer ou non au moins une ouverture de la première partie du cadre 29.

Au moins un deuxième jeu de volets 31’ distinct du premier jeu de volets 31, est agencé au niveau d’une deuxième partie du cadre 29, dans l’exemple illustré une partie basse selon l’axe vertical Z, qui est destinée à être agencée en regard d’une deuxième partie de calandre. Le deuxième jeu de volets 31’ peut être agencé dans une position pour libérer ou non au moins une ouverture de la deuxième partie du cadre 29.

Les deux jeux de volets 31, 31’ sont configurés pour être entrainés en déplacement indépendamment l’un de l’autre.

Le module d’échange thermique 22 comporte au moins deux actionneurs (non représentés) respectivement associés à un jeu de volets 31, 31’ et configurés pour entrainer en déplacement les jeux de volets 31, 31’ indépendamment l’un de l’autre.

De plus, le module d’échange thermique 22 comporte au moins un boitier ou carénage 32. De façon générale, le boitier 32 permet de loger le ou les échangeurs thermiques 24, 26 et la première turbomachine tangentielle 30a.

La première turbomachine tangentielle 30a est représentée positionnée dans une partie haute, par rapport à l’axe vertical Z, du boitier 32. Alternativement, la première turbomachine tangentielle 30a peut être positionnée dans une partie basse ou médiane du boitier 32.

De même, la deuxième turbomachine tangentielle 30b est représentée positionnée dans une partie haute, par rapport à l’axe vertical Z, du boitier 32. Alternativement, la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut être positionnée dans une partie basse ou médiane du boitier 32.

Le boitier 32 peut être réalisé d’une seule pièce ou en plusieurs pièces. De plus, le boitier 32 est avantageusement réalisé au moins en partie dans un matériau d’isolation acoustique et/ou vibratoire. Il peut comporter notamment une partie de structure et une partie d’isolation acoustique et/ou vibratoire supportée par la partie de structure.

Le boitier 32 permet de délimiter un canal d’air interne 33 dans lequel de l’air est destiné à circuler. Les échangeurs thermiques 24, 26 sont disposés dans ce canal d’air 33.

Le boitier 32 peut comprendre une partie avant 34. Cette partie avant 34 est ouverte d’un côté. Elle est en outre destinée à être disposée en regard de la baie de refroidissement, lorsque le module d’échange thermique 22 équipe un véhicule automobile.

Le cadre 29 est agencé au niveau de la partie avant 34 du boitier 32. Ce cadre 29 peut être fixé au boitier 32 par tout moyen approprié.

De façon générale, le boitier 32 (en une ou plusieurs pièces) présente au moins une première entrée d’air 35a. Le côté ouvert de la partie avant 34 permet de définir cette première entrée d’air 35a. La première entrée d’air 35a est au niveau de la première partie du cadre 29 et est destinée à être en regard de la première partie de calandre.

La partie avant 34 est conformée pour faire entrer un flux d’air F1, F2, F dans le module d’échange thermique 22 et pour guider le flux d’air F1, F2 ou une partie de flux d’air F’, F’’ jusqu’à un ou plusieurs échangeurs thermiques 24, 26.

Le boitier 32 présente de plus au moins une entrée d’air additionnelle 35b, distincte de la première entrée d’air 35a, visible sur la figure 4. Plus précisément, cette entrée d’air additionnelle 35b est disposée entre les deux échangeurs thermiques 24, 26. L’entrée d’air additionnelle 35b est disposée entre les échangeurs thermiques 24, 26 dans l’axe longitudinal X, mais de façon opposée à la ou une deuxième turbomachine tangentielle 30b.

Le boitier 32 peut comporter une seule entrée d’air additionnelle 35b, en plus de la première entrée d’air 35a disposée entre le premier échangeur thermique 24 et le deuxième échangeur thermique 26, comme dans l’exemple illustré sur les figures 3 à 5. Cette entrée d’air additionnelle 35b permet un apport d’air frais destiné à traverser le deuxième échangeur thermique 26.

On peut aussi prévoir plus d’une entrée d’air additionnelle 35b. Le module d’échange thermique 22 comporte autant d’entrées d’air additionnelles 35b que de deuxièmes turbomachines tangentielles 30b.

La deuxième turbomachine tangentielle 30b peut être sur un côté du boitier 32 et l’entrée d’air additionnelle 35b sur un côté opposé du boitier 32. Par exemple, de façon non limitative, la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut être agencée sur le côté du boitier 32 destiné à être en regard du capot du véhicule automobile lorsqu’il est équipé du module d’échange thermique 22, et l’entrée d’air additionnelle 35b peut être agencée du côté opposé en regard du bas de caisse comme illustré sur les figures 3 à 5. À l’inverse, la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut être agencée sur le côté du boitier 32 destinée à être en regard du bas de caisse et l’entrée d’air additionnelle 35b du côté opposé destiné à être en regard du capot.

La deuxième turbomachine tangentielle 30b et l’entrée d’air additionnelle 35b peuvent être disposées en face, de façon alignée ou sensiblement alignée, selon l’axe vertical Z.

Le dispositif de ventilation, et plus précisément la première turbomachine tangentielle 30a peut être configurée pour mettre en mouvement un troisième flux d’air F3, destiné à entrer dans le boitier 32 à travers cette entrée d’air additionnelle 35b. « Troisième » est utilisé ici pour distinguer le flux d’air F3 mis en mouvement par la première turbomachine tangentielle 30a du premier flux d’air F1 et du deuxième flux d’air F2 précédemment décrits. Cela n’implique pas une priorité du premier flux d’air F1 ou du deuxième flux d’air F2 par rapport au troisième flux d’air F3.

Contrairement au premier flux d’air F1, le troisième flux d’air F3 n’est pas destiné à circuler à travers l’ensemble des échangeurs thermiques 24, 26. Le troisième flux d’air F3 est destiné à traverser le ou les échangeurs thermiques qui sont situés derrière l’entrée d’air additionnelle 35b, selon l’axe longitudinal X. Dans l’exemple illustré, le troisième flux d’air F3 est destiné à traverser le deuxième échangeur thermique 26.

Ceci est possible notamment dans une configuration où le canal d’air interne 33 comporte au moins deux chemins d’écoulement d’air isolés 331, 332, comme schématisé sur la figure 4 et expliqué plus en détail par la suite.

Le boitier 32 peut comprendre aussi un carénage 36 permettant de loger au moins les échangeurs thermiques 24, 26. L’entrée ou au moins l’une des entrées d’air additionnelles 35b peut être selon une option sur ce carénage 36.

Afin de permettre l’ouverture ou la fermeture d’une entrée d’air additionnelle 35b, le module d’échange thermique 22 comporte au moins un clapet, nommé clapet d’entrée d’air 37, associé à l’entrée d’air additionnelle 35b. Le module d’échange thermique 22 comporte un clapet d’entrée d’air 37 pour chaque entrée d’air additionnelle 35b.

Différentes variantes d’agencement de l’ouverture additionnelle 35b et du clapet d’entrée d’air 37 peuvent être envisagées. L’entrée d’air additionnelle 35b et le clapet d’entrée d’air 37 associées peuvent être disposées avant le dernier échangeur thermique, selon l’axe longitudinal X. L’entrée d’air additionnelle 35b et le clapet d’entrée d’air 37 associées peuvent en alternative être disposés entre deux groupes d’échange thermique.

Il est également possible dans un mode de réalisation avec plus de deux échangeurs thermiques, de prévoir plusieurs entrées d’air additionnelles 35b et plusieurs clapets 37 associés. Une entrée d’air additionnelle 35b et un clapet d’entrée d’air 37, qui lui est associé, peuvent par exemple être agencés entre chaque paire d’échangeurs thermiques adjacents.

Le clapet d’entrée d’air 37 est agencé mobile par rapport au boitier 32. Dans les exemples illustrés sur les figures 3 à 5, le clapet d’entrée d’air 37 est réalisé par une cloison ou un volet mobile. Le clapet d’entrée d’air 37 peut être déplacé entre une position de fermeture de manière à obturer l’entrée d’air additionnelle 35b, comme montré sur les figures 3 et 5, et, une position d’ouverture de manière à libérer l’entrée d’air additionnelle 35b, comme montré sur la figure 4.

Le clapet d’entrée d’air 37 peut être monté pivotant par rapport au boitier 32, autour d’un axe de pivotement. Cet axe de pivotement est par exemple parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de rotation A de la première turbomachine tangentielle 30a et/ou A’ de la deuxième turbomachine tangentielle 30b.

Le deuxième jeu de volets 31’ est configuré pour être entrainé en déplacement en fonction du positionnement du clapet d’entrée d’air 37.

Plus précisément, le ou les volets 31’ du deuxième jeu sont configurés pour libérer au moins une ouverture de la deuxième partie du cadre 29, lorsque le clapet d’entrée d’air 37 libère l’entrée d’air additionnelle 35b, comme illustré sur la figure 4.

Au contraire, le ou les volets 31’ du deuxième jeu sont configurés pour obturer l’ouverture de la deuxième partie du cadre 29, lorsque le clapet d’entrée d’air 37 obture l’entrée d’air additionnelle 35b, comme illustré sur les figures 3 et 5.

Lorsqu’il est mis en mouvement par la première turbomachine tangentielle 30a, le troisième flux d’air F3 entre par la deuxième partie de calandre, traverse le deuxième jeu de volets 31’ ouverts puis entre dans le boitier 32 via l’entrée d’air additionnelle 35b, lorsque le clapet 37 associé est dans une position d’ouverture, avant de traverser le deuxième échangeur thermique 26.

En outre, le module d’échange thermique 22 comprend au moins un actionneur (non visible sur les figures) configuré pour entrainer en déplacement au moins un clapet correspondant, tel que le clapet d’entrée d’air 37 entre les positions de fermeture et d’ouverture. Il s’agit par exemple d’un actionneur à moteur pas à pas.

Lorsque plusieurs clapets d’entrée d’air 37 sont prévus, le module d’échange thermique 22 peut comporter au moins deux actionneurs respectivement associés à au moins un clapet d’entrée d’air 37. Ces actionneurs sont configurés pour entrainer en déplacement les clapets d’entrée d’air 37 indépendamment l’un de l’autre. Un actionneur peut être dédié à chaque clapet d’entrée d’air 37. Cela permet d’ouvrir ou d’obturer sélectivement chaque entrée d’air additionnelle 35b. Il est aussi envisageable de prévoir un actionneur pour un ensemble de clapets d’entrée d’air 37, et au moins deux ensembles de clapets d’entrée d’air 37 peuvent être actionnés indépendamment.

De façon alternative, un actionneur peut être configuré pour entrainer en déplacement l’ensemble des clapets d’entrée d’air 37 de façon conjointe.

Le boitier 32 comprend en outre une partie arrière. La première turbomachine tangentielle 30a peut être agencée dans cette partie arrière du boitier 32. La partie arrière du boitier 32 peut former une première volute 38a. Cette première volute 38a loge la première turbomachine tangentielle 30a. La première volute 38a peut notamment définir une sortie de volute.

Le boitier 32 peut définir une deuxième volute 38b pour loger la deuxième turbomachine tangentielle 30b. La deuxième volute 38b peut débuter à partir de la partie du boitier 32 logeant les échangeurs thermiques 24, 26, par exemple selon une option débuter à partir du carénage 36. La deuxième volute 38b s’étend vers l’extérieur du reste du boitier 32, à l’opposé du canal d’air interne 33 dans lequel sont disposés les échangeurs thermiques 24, 26.

Les deux turbomachines tangentielles 30a, 30b sont par exemple agencées, ou les volutes 38a, 38b peuvent être définies, sur des côtés du boitier 32 qui s’étendent dans des plans perpendiculaires l’un par rapport à l’autre.

La partie avant 34 est avantageusement solidaire du carénage 36, de la deuxième volute 38b et de la partie arrière formant ici la première volute 38a. Au moins deux de ces éléments 34, 36, 38a, 38b peuvent également composer une seule pièce unique.

Le boitier 32 comporte au moins une première sortie d’air 40a par exemple définie par la sortie de la première volute 38a dans la partie arrière du boitier 32. La première sortie d’air 40a est en aval de la première turbomachine tangentielle 30a selon le sens d’écoulement du premier flux d’air F1 (figure 3) ou du troisième flux d’air F3 (figure 4) ou encore d’une partie de flux d’air F’’ (figure 5).

Le boitier 32 comporte de plus au moins une deuxième sortie d’air 40b par exemple définie par la sortie de la deuxième volute 38b. La deuxième sortie d’air est en aval de la deuxième turbomachine tangentielle 30b selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air F2 (figure 4) ou encore d’une partie de flux d’air F’ (figure 5).

La deuxième sortie d’air 40b peut être sélectivement ouverte ou fermée. À cet effet, le module d’échange thermique 22 comporte au moins un clapet, nommé clapet de sortie d’air 42, associé à la deuxième sortie d’air 40b.

Le clapet de sortie d’air 42est agencé mobile par rapport au boitier 32. Dans les exemples illustrés sur les figures 3 à 5, le clapet de sortie d’air 42 est réalisé par une cloison ou un volet mobile. Le clapet de sortie d’air 42 peut être déplacé entre une position de fermeture de manière à obturer la deuxième sortie d’air 40b et une position d’ouverture de manière à libérer la deuxième sortie d’air 40b.

Le clapet de sortie d’air 42 peut être monté pivotant par rapport au boitier 32, autour d’un axe de pivotement. Cet axe de pivotement est par exemple parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de rotation A de la première turbomachine tangentielle 30a ou A’ de la deuxième turbomachine tangentielle 30b.

Le module d’échange thermique 22 comprend au moins un actionneur (non visible sur les figures) configuré pour entrainer en déplacement au moins un clapet correspondant de sortie d’air 42 entre les positions de fermeture et d’ouverture. Il s’agit par exemple d’un actionneur à moteur pas à pas.

Lorsque plusieurs clapets de sortie d’air 42 sont prévus, le module d’échange thermique 22 peut comporter au moins deux actionneurs respectivement associés à au moins un clapet de sortie d’air 42. Ces actionneurs sont configurés pour entrainer en déplacement les clapets de sortie d’air 42 indépendamment l’un de l’autre. Un actionneur peut être dédié à chaque clapet de sortie d’air 42. Cela permet d’ouvrir ou d’obturer sélectivement chaque entrée d’air additionnelle 35b. Il est aussi envisageable de prévoir un actionneur pour un ensemble de clapets de sortie d’air 42, et au moins deux ensembles de clapets de sortie d’air 42 peuvent être actionnés indépendamment.

De façon alternative, un actionneur peut être configuré pour entrainer en déplacement l’ensemble des clapets de sortie d’air 42 de façon conjointe.

De façon avantageuse, le module d’échange thermique 22 comporte en outre au moins un panneau d’obturation 44. Le panneau d’obturation 44 est par exemple un rideau. Il peut être réalisé dans un matériau rigide ou souple.

Ce panneau d’obturation 44 est destiné à séparer le canal d’air interne en au moins deux chemins d’écoulement d’air 331, 332 et à les isoler avantageusement de façon étanche.

Pour ce faire, le panneau d’obturation 44 est monté mobile entre une position rangée, repliée et une position déployée.

Dans la position déployée, comme représenté sur la figure 4, le panneau d’obturation 44 s’étend entre d’une part le premier échangeur thermique 24 et d’autre part l’entrée d’air additionnelle 35b et le deuxième échangeur thermique 26. Notamment, le panneau d’obturation 44 est dans la position déployée lorsque le clapet d’entrée d’air 37 libère l’entrée d’air additionnelle 35b correspondante.

Le panneau d’obturation 44, déployé, délimite ainsi et isole un premier chemin d’écoulement d’air 331 depuis la première entrée d’air 35a jusqu’à la deuxième sortie d’air 40b, et un deuxième chemin d’écoulement d’air 332 depuis l’entrée d’air additionnelle 35b jusqu’à la première sortie d’air 40a.

Plus généralement, le panneau d’obturation 44 peut s’étendre entre d’une part un premier groupe d’échange thermique et d’autre part l’entrée d’air additionnelle 35b et un deuxième groupe d’échange thermique.

Bien entendu, le module d’échange thermique 22 peut comporter plus d’un panneau d’obturation 44. On peut prévoir autant de panneaux d’obturation 44 que d’entrées d’air additionnelles 35b, et donc que de deuxièmes turbomachines tangentielles 30b.

Chaque panneau d’obturation 44 permet dans ce cas d’isoler deux chemins d’écoulement d’air depuis une entrée d’air jusqu’à une sortie d’air.

Lorsque plus de deux chemins d’écoulement d’air sont délimités, l’un des chemins d’écoulement d’air en extrémité met en communication fluidique la première entrée d’air 35a et une sortie d’air en aval d’une deuxième turbomachine tangentielle 30b. L’autre chemin d’écoulement d’air en extrémité met en communication fluidique une entrée d’air additionnelle 35b et la première sortie d’air 40a. Le ou les chemins d’écoulement d’air intermédiaires peuvent mettre en communication fluidique une entrée d’air additionnelle 35b et une sortie d’air en aval d’une deuxième turbomachine tangentielle 30b.

Le panneau d’obturation 44 est par exemple destiné à s’enrouler autour d’un axe d’enroulement B. L’axe d’enroulement B du panneau d’obturation 44 est par exemple transversal à l’axe d’alignement des échangeurs thermiques 24, 26. Dans l’exemple illustré, l’axe d’enroulement B est parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de rotation A, respectivement A’, de la première 30a, respectivement deuxième 30b, turbomachine tangentielle. L’axe d’enroulement B est ici parallèle à l’axe transversal Y.

Le module d’échange thermique 22 peut comporter un ou plusieurs éléments de fixation du ou des panneaux d’obturation 44 sur le boitier 32.

Le module d’échange thermique 22 peut comporter un mécanisme d’entrainement du panneau d’obturation 44, avantageusement motorisé. L’unité de pilotage ou une autre peut comprendre un ou plusieurs moyens de traitement pour commander l’actionnement du panneau d’obturation 44, et donc du mécanisme d’entrainement correspondant.

Le module d’échange thermique 22 peut comprendre encore une unité de pilotage (non représentée). Il peut s’agir par exemple d’un calculateur. Cette unité de pilotage comprend un ou plusieurs moyens de traitement pour commander un ou plusieurs des actionneurs (non représentés) des jeux de volets 31, 31’, des clapets 37, 42, et/ou du mécanisme d’entrainement du panneau d’obturation 44.

Différentes configurations de fonctionnement du module d’échange thermique 22 sont détaillées en référence aux figures 3 à 5.

La figure 3 illustre une première configuration de fonctionnement, qui peut être une configuration standard.

Selon cette première configuration de fonctionnement, les deux clapets d’entrée d’air 37 et de sortie d’air 42 sont fermés et le panneau d’obturation ou rideau 44 est rangé. Il est par exemple replié, escamoté. De plus, les volets 31 du premier jeu libèrent l’ouverture de la première partie du cadre 29, tandis que le ou les volets 31’ du deuxième jeu obturent l’ouverture de la deuxième partie du cadre 29.

Avec une telle configuration, un seul chemin d’écoulement d’air est défini dans le canal d’air interne 33, depuis la première entrée d’air 35a jusqu’à la première sortie d’air 40a en aval de la première turbomachine tangentielle 30a.

En fonctionnement de cette dernière, le premier flux d’air F1 est mis en mouvement et traverse la première partie de calandre du véhicule automobile équipé du module d’échange thermique 22, pénètre dans le boitier 32 à travers la première entrée d’air 35a puis traverse l’ensemble des échangeurs thermiques 24, 26 avant de sortir du module d’échange thermique 22 par la première sortie d’air 40a en aval de la première turbomachine tangentielle 30a.

Dans l’exemple particulier illustré, le flux d’air en aval de la première turbomachine tangentielle 30a est dirigé vers le bas de caisse du véhicule automobile équipé du module d’échange thermique 22.

De plus, l’agencement du clapet d’entrée d’air 37 pour obturer l’entrée d’air additionnelle et l’agencement du deuxième jeu de volets 31’ de façon à obturer l’ouverture de la deuxième partie du cadre 29, permettent d’éviter que l’air généralement chaud qui est évacué en aval de la première turbomachine tangentielle 30a ne soit aspiré de nouveau au sein du boitier 32. Autrement dit, on évite ainsi de « polluer » l’air frais pénétrant dans le boitier 32 par de l’air chaud ayant déjà traversé les échangeurs thermiques 24, 26.

La figure 4 illustre une deuxième configuration de fonctionnement, qui peut être une configuration de charge rapide.

Selon cette deuxième configuration de fonctionnement, les deux clapets d’entrée d’air 37 et de sortie d’air 42 sont ouverts. De plus, les deux jeux de volets 31, 31’ sont agencés pour libérer les ouvertures du cadre 29.

Le panneau d’obturation ou rideau 44 est déployé. Il permet de délimiter, d’isoler, les deux chemins d’écoulement d’air 331, 332. Dans l’exemple illustré, le panneau d’obturation 44 est déployé entre le premier échangeur thermique 24 et le deuxième échangeur thermique 26. Le canal d’air qu’il y aurait entre le premier échangeur thermique 24 et le deuxième échangeur thermique 26 (comme décrit en référence à la première configuration de fonctionnement) est ainsi condamné. Le panneau d’obturation 44 permet d’isoler l’entrée d’air additionnelle 35b de la première entrée d’air 35a et du premier échangeur thermique 24.

Le premier chemin d’écoulement d’air 331 met en communication fluidique la première entrée d’air 35a avec la deuxième sortie d’air 40b, tandis que le deuxième chemin d’écoulement d’air 332 met en communication fluidique l’entrée d’air additionnelle 35b avec la première sortie d’air 40a. Cette configuration n’est pas limitative. Le panneau d’obturation 44 pourrait être déployé entre deux groupes d’échange thermique ou jeux d’échangeurs thermiques. Plusieurs panneaux d’obturation 44 pourraient également être déployés entre les groupes d’échange thermique ou jeux d’échangeurs thermiques.

Les deux turbomachines tangentielles 30a et 30b peuvent fonctionner. Ainsi, chacune permet de mettre en mouvement un flux d’air destiné à traverser le ou les échangeurs thermiques dans le chemin d’écoulement d’air 331, 332 associé.

Dans l’exemple illustré, la deuxième turbomachine tangentielle 30b peut mettre en mouvement un deuxième flux d’air F2 qui est destiné à traverser une première partie de la calandre, pénétrer dans le boitier 32 par la première entrée d’air 35a et traverser le premier échangeur thermique 24 avant de sortir du boitier 32 par la deuxième sortie d’air 40b. Ainsi, le deuxième flux d’air F2 traverse le premier échangeur thermique 24 sans circuler à travers le deuxième échangeur thermique 26.

La première turbomachine 30a quant à elle, peut mettre en mouvement un troisième flux d’air F3 destiné à traverser une deuxième partie de calandre, pénétrer dans le boitier 32 par l’entrée d’air additionnelle 35b, traverser le deuxième échangeur thermique 26 avant de sortir du boitier 32 par la première sortie d’air 40a. Ainsi, le troisième flux d’air F3 traverse le deuxième échangeur thermique 26 qui est situé après l’entrée d’air additionnelle 35b, selon l’axe longitudinal X, sans circuler à travers le premier échangeur thermique 24. Cette configuration est notamment intéressante car elle permet un apport en air frais en amont du deuxième échangeur thermique 26. Cela permet d’optimiser les performances de refroidissement du deuxième échangeur thermique 26.

Les termes « deuxième » et « troisième » flux d’air F2, F3 sont utilisés pour distinguer les flux d’air F2, F3 mis en mouvement, notamment aspirés, par les deux turbomachines tangentielles 30a, 30b selon la deuxième configuration de fonctionnement, du premier flux d’air F1 décrit en référence à la première configuration de fonctionnement.

La figure 5 illustre une troisième configuration de fonctionnement, correspondant à un mode intermédiaire. Cette troisième configuration de fonctionnement peut être intéressante notamment lorsque le premier échangeur thermique 24 nécessite plus de refroidissement. Cela peut être le cas par exemple lorsqu’il s’agit d’un évapo-condenseur. Cet évapo-condenseur peut être configuré pour dissiper / évacuer la chaleur captée au niveau d’un échangeur de type refroidisseur de liquide, ou refroidisseur d’eau, aussi nommé « chiller » en anglais, lui-même configuré pour dissiper la chaleur générée par au moins un composant électronique et/ou électrique (tel que des batteries d’un véhicule automobile électrique).

Selon cette troisième configuration de fonctionnement, le clapet d’entrée d’air 37 entre les deux échangeurs thermiques 24, 26 est fermé, et à l’inverse le clapet de sortie d’air 42 au niveau de la deuxième turbomachine tangentielle 30b est ouvert. Les volets 31 du premier jeu libèrent l’ouverture de la première partie du cadre 29, tandis que le ou les volets 31’ du deuxième jeu obturent l’ouverture de la deuxième partie du cadre 29.

Le panneau d’obturation 44 est rangé, par exemple replié ou escamoté. Les deux turbomachines tangentielles 30a, 30b peuvent fonctionner. Elles mettent en mouvement un flux d’air F qui pénètre dans le boitier 32 par la première entrée d’air 35a. Tout le flux d’air F aspiré traverse le premier échangeur thermique 24. Une première partie du flux d’air F’ en aval du premier échangeur thermique 24 est évacuée par la deuxième sortie d’air 40b. Une deuxième partie du flux d’air F’’ en aval du premier échangeur thermique 24 traverse également le deuxième échangeur thermique 26 avant d’être évacuée par la première sortie d’air 40a.

Selon une configuration non représentée avec plus de deux échangeurs thermiques, tout le flux d’air F aspiré traverserait un premier jeu d’échangeurs thermiques avant la ou une deuxième turbomachine tangentielle 30b. La première partie du flux d’air F’ en aval du premier jeu d’échangeurs thermiques serait évacuée par la ou une deuxième sortie d’air 40b. La deuxième partie du flux d’air F’’ en aval du premier jeu d’échangeurs thermiques traverserait un deuxième jeu d’échangeurs thermiques avant d’être évacuée par la première sortie d’air 40a.

Si plusieurs deuxièmes turbomachines tangentielles 30b sont prévues, lors de la progression du flux d’air à travers l’ensemble des échangeurs thermiques, une partie du flux d’air est évacuée par chaque sortie d’air en aval d’une deuxième turbomachine tangentielle 30b jusqu’à être évacuée par la première sortie d’air 40a en aval de la première turbomachine tangentielle 30a qui est la dernière des turbomachines tangentielles selon l’axe longitudinal X.

Dans l’exemple particulier illustré, les flux d’air en aval de la première turbomachine tangentielle 30a et de la deuxième turbomachine tangentielle 30b sont dirigés vers le bas de caisse du véhicule automobile équipé du module d’échange thermique 22.

De façon similaire à la première configuration, le clapet d’entrée d’air 37 obturant l’entrée d’air additionnelle et le deuxième jeu de volets 31’ obturant l’ouverture de la deuxième partie du cadre 29, permettent d’éviter que l’air généralement chaud qui est évacué en aval des turbomachines tangentielles 30a, 30b ne soit aspiré de nouveau au sein du boitier 32, évitant ainsi de « polluer » l’air frais pénétrant dans le boitier 32 par de l’air chaud.

Par ailleurs, selon un exemple de réalisation particulier, le module d’échange thermique 22 peut comporter encore un ou plusieurs volets 46 agencés en extrémité arrière du boitier 32, du côté opposé à la première entrée d’air 35a. Il s’agit par exemple de volets 46 montés pivotants entre une position d’ouverture permettant une circulation d’au moins un flux d’air et une position de fermeture. La position d’ouverture peut être particulièrement avantageuse à vitesse élevée du véhicule automobile, et que les turbomachines tangentielles 30a, 30b sont à l’arrêt. La position de fermeture peut être avantageuse à faible vitesse du véhicule automobile, et qu’au moins une des turbomachines tangentielles 30a, 30b fonctionne.

De façon non limitative, l’axe de pivotement des volets 46 peut être parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de rotation A, respectivement A’, de la première 30a, respectivement deuxième 30b, turbomachine tangentielle. D’autres configurations sont envisageables.

En position de fermeture, comme montré sur les figures 3 à 5, les volets 46 sont donc disposés dans un plan incliné formant dans cet exemple un angle α non nul avec un axe orthogonal à l’axe d’alignement des échangeurs thermiques 24, 26 et à l’axe de rotation A de la première turbomachine tangentielle 30a, c'est-à-dire avec l’axe vertical Z lorsque le module d’échange thermique 22 équipe un véhicule automobile. L’angle α est de préférence compris entre 5° et 20°. Cet angle α assure une distribution homogène de l’air sur les échangeurs thermiques 24, 26.

Ainsi, la ou les deuxièmes turbomachines tangentielles 30b permettent d’augmenter le débit d’air et de répondre à un besoin d’air frais plus important du module d’échange thermique.

En particulier, grâce aux turbomachines tangentielles 30a, 30b, au jeu de clapets 37, 42 et au panneau d’obturation 44, différentes configurations de fonctionnement sont possibles comme décrit précédemment et peuvent être gérées selon le besoin de refroidissement requis en termes de débit d’air et de température.

Claims (10)

1. Module d’échange thermique (22) pour véhicule automobile (10), comprenant :

   • un boitier (32),
   • au moins un premier échangeur thermique (24) et un deuxième échangeur thermique (26) disposés dans le boitier (32), et
   • un dispositif de ventilation comportant au moins une première turbomachine tangentielle (30a) configurée pour mettre en mouvement au moins un premier flux d’air (F1) destiné à traverser l’ensemble des échangeurs thermiques (24, 26), ladite au moins une première turbomachine tangentielle (30a) étant disposée en aval de l’ensemble des échangeurs thermiques (24, 26) selon le sens d’écoulement du premier flux d’air (F1),
     caractérisé en ce quele dispositif de ventilation comporte au moins une deuxième turbomachine tangentielle (30b)

   • configurée pour mettre en mouvement au moins un deuxième flux d’air (F2) destiné à traverser ledit au moins un premier échangeur thermique (24), et
   • disposée sur un côté du boitier (32) entre lesdits premier et deuxième échangeurs thermiques (24, 26), en étant en aval dudit au moins un premier échangeur thermique (24) selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air (F2).
2. Module d’échange thermique (22) selon la revendication précédente, dans lequel le boitier (32) présente au moins une première entrée d’air (35a) et au moins une entrée d’air additionnelle (35b) distincte de la première entrée d’air (35a), disposée entre lesdits au moins deux échangeurs thermiques (24, 26) sur un côté du boitier (32) opposé au côté portant la deuxième turbomachine tangentielle (30b).
3. Module d’échange thermique (22) selon la revendication précédente, comprenant au moins un clapet d’entrée d’air (37) agencé mobile par rapport au boitier (32), entre une position de fermeture de manière à obturer l’entrée d’air additionnelle (35b) et une position d’ouverture de manière à libérer l’entrée d’air additionnelle (35b).
4. Module d’échange thermique (22) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel :

   • le boitier (32) comporte une première sortie d’air (40a) en aval de la première turbomachine tangentielle (30a) selon le sens d’écoulement du premier flux d’air (F1) et une deuxième sortie d’air (40b) en aval de la deuxième turbomachine tangentielle (30b) selon le sens d’écoulement du deuxième flux d’air (F2), et
   • au moins un clapet de sortie d’air (42) est agencé mobile par rapport au boitier, (32) entre une position de fermeture de manière à obturer la deuxième sortie d’air (40b) et une position d’ouverture de manière à libérer la deuxième sortie d’air (40b).
5. Module d’échange thermique (22) selon l’une des revendications 3 ou 4, dans lequel ledit au moins un clapet (37, 42) est monté pivotant par rapport au boitier.
6. Module d’échange thermique (22) selon la revendication 2 en combinaison avec l’une des revendications précédentes, comportant au moins un panneau d’obturation (44) monté mobile entre :

   • une position repliée et
   • une position déployée, dans laquelle il s’étend entre d’une part ledit au moins un premier échangeur thermique (24) et d’autre part l’entrée d’air additionnelle (35b) et ledit au moins un deuxième échangeur thermique (26).
7. Module d’échange thermique (22) selon les revendications 3 et 6, dans lequel ledit au moins un panneau d’obturation (44) est configuré pour être dans la position déployée lorsque ledit au moins un clapet d’entrée d’air (37) est dans la position d’ouverture libérant l’entrée d’air additionnelle (35b).
8. Module d’échange thermique (22) selon l’une des revendications précédentes, comportant un cadre (29) destiné à être disposé au niveau de la calandre du véhicule automobile, le cadre (29) étant muni d’une pluralité de volets (31, 31’) montés mobiles par rapport au cadre (29), de façon à obturer ou libérer au moins une ouverture à travers le cadre (29), dont :

   • au moins un premier jeu de volets (31) agencé au niveau d’une première partie du cadre (29), et
   • un deuxième jeu de volets (31’) distinct du premier jeu de volets (31), agencé au niveau d’une deuxième partie du cadre (29) et configuré pour être entrainé en déplacement indépendamment du premier jeu de volets (31).
9. Module d’échange thermique (22) selon les revendications 3 et 8, dans lequel le deuxième jeu de volets (31’) est configuré pour être entrainé en déplacement en fonction du positionnement du clapet d’entrée d’air (37), en étant :

   • agencé dans la position libérant au moins une ouverture au niveau de la deuxième partie du cadre (29), lorsque le clapet d’entrée d’air (37) est agencé dans la position d’ouverture libérant l’entrée d’air additionnelle (35b), et
   • agencé dans la position obturant ladite au moins une ouverture au niveau de la deuxième partie du cadre (29), lorsque le clapet d’entrée d’air (37) est agencé dans la position de fermeture obturant l’entrée d’air additionnelle (35b).
10. Véhicule automobile (10), en particulier à moteur électrique, comprenant une carrosserie (14) présentant au moins une ouverture définissant au moins une baie de refroidissement (18), caractérisé en ce qu’il comporte au moins un module d’échange thermique (22) selon l’une des revendications précédentes, disposé en regard de la baie de refroidissement (18).