FR3119645A1 - Motor vehicle cooling module with additional evaporative cooling device - Google Patents
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Abstract
Module de refroidissement (22) pour véhicule automobile (10) électrique ou hybride, ledit module de refroidissement (22) étant destiné à être traversé par un flux d’air (F) et comportant au moins un échangeur de chaleur (24, 26, 28, 29),ledit module de refroidissement(22) comportant en outre un dispositif de refroidissement (90) par évaporation, ledit dispositif de refroidissement (90) par évaporation comportant :- une surface maillée (91) disposée en amont d’au moins un échangeur de chaleur (24, 26, 28,29) et destinée à être traversée par le flux d’air (F),- un dispositif de distribution (92) par gravité d’un fluide de refroidissement sur la surface maillée (91), ledit dispositif de distribution (92) étant disposé sur un bord de ladite surface maillée (91). Figure d’abrégé : FIG 4Cooling module (22) for an electric or hybrid motor vehicle (10), said cooling module (22) being intended to be traversed by a flow of air (F) and comprising at least one heat exchanger (24, 26, 28, 29),said cooling module (22) further comprising an evaporative cooling device (90), said evaporative cooling device (90) comprising:- a mesh surface (91) disposed upstream of at least a heat exchanger (24, 26, 28,29) and intended to be traversed by the air flow (F),- a device for distributing (92) by gravity a cooling fluid on the mesh surface (91 ), said dispensing device (92) being disposed on an edge of said mesh surface (91). Abstract Figure: FIG 4
Description
La présente invention se rapporte à un module de refroidissement pour véhicule automobile notamment pour véhicule électrique ou hybride.The present invention relates to a cooling module for a motor vehicle, in particular for an electric or hybrid vehicle.
Un module de refroidissement (ou module d’échange de chaleur) d’un véhicule automobile comporte classiquement au moins un échangeur de chaleur et un dispositif de ventilation adapté à générer un flux d’air au contact du au moins un échangeur de chaleur. Le dispositif de ventilation permet ainsi, par exemple, de générer un flux d’air au contact de l’échangeur chaleur, à l’arrêt du véhicule ou à faible vitesse de roulage.A cooling module (or heat exchange module) of a motor vehicle conventionally comprises at least one heat exchanger and a ventilation device adapted to generate an air flow in contact with the at least one heat exchanger. The ventilation device thus makes it possible, for example, to generate a flow of air in contact with the heat exchanger, when the vehicle is stationary or at low driving speed.
Dans les véhicules automobiles électriques ou hybrides, il est commun d’avoir plusieurs échangeurs de chaleur disposés en cascade, c’est-à-dire disposés les uns derrière les autres dans le flux d’air. Cette disposition permet de limiter la place nécessaire pour ces échangeurs de chaleur, notamment au niveau de la face avant du véhicule automobile. Cependant, cette disposition a comme contrepartie que les échangeurs de chaleur les plus en aval sont traversés par un flux d’air ayant déjà traversé au moins un échangeur de chaleur plus en amont. Le flux d’air traversant ces échangeurs de chaleur avals est ainsi par exemple plus chaud et ainsi leurs performances de refroidissement s’en trouve réduite. Cela est par exemple le plus impactant pour des échangeurs de chaleur tels que des condenseurs connectés au sein d’un circuit de refroidissement de type air conditionné pour rafraîchir un flux d’air à destination de l’habitacle.In electric or hybrid motor vehicles, it is common to have several heat exchangers arranged in cascade, i.e. arranged one behind the other in the air flow. This arrangement makes it possible to limit the space necessary for these heat exchangers, in particular at the level of the front face of the motor vehicle. However, this arrangement has the counterpart that the most downstream heat exchangers are crossed by an air flow having already crossed at least one heat exchanger further upstream. The air flow passing through these downstream heat exchangers is thus, for example, hotter and thus their cooling performance is reduced. This is for example the most impactful for heat exchangers such as condensers connected within an air conditioning type cooling circuit to cool an air flow to the passenger compartment.
Une solution connue pour remédier à cette baisse de performance de refroidissement est d’augmenter la taille et donc la surface de refroidissement des échangeurs de chaleur. Cependant cette solution est coûteuse, augmente le poids du module de refroidissement et peut être difficilement applicable du fait de la place réduite par exemple au niveau de la face avant du véhicule automobile.A known solution to remedy this drop in cooling performance is to increase the size and therefore the cooling surface of the heat exchangers. However, this solution is expensive, increases the weight of the cooling module and can be difficult to apply due to the reduced space, for example at the front face of the motor vehicle.
Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer module de refroidissement amélioré.One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to propose an improved cooling module.
La présente invention concerne donc un module de refroidissement pour véhicule automobile électrique ou hybride, ledit module de refroidissement étant destiné à être traversé par un flux d’air et comportant au moins un échangeur de chaleur,
ledit module de refroidissement comportant en outre un dispositif de refroidissement par évaporation, ledit dispositif de refroidissement par évaporation comportant :
- une surface maillée disposée en amont d’au moins un échangeur de chaleur et destinée à être traversée par le flux d’air,
- un dispositif de distribution par gravité d’un fluide de refroidissement sur la surface maillée, ledit dispositif de distribution étant disposé sur un bord de ladite surface maillée.The present invention therefore relates to a cooling module for an electric or hybrid motor vehicle, said cooling module being intended to be traversed by a flow of air and comprising at least one heat exchanger,
said cooling module further comprising an evaporative cooling device, said evaporative cooling device comprising:
- a meshed surface arranged upstream of at least one heat exchanger and intended to be crossed by the air flow,
- A device for distributing a cooling fluid by gravity on the mesh surface, said distribution device being arranged on an edge of said mesh surface.
Selon un aspect de l’invention, l’un des échangeurs de chaleur est un condenseur connecté à un circuit de refroidissement, la surface maillée étant disposée au sein du module de refroidissement en amont dudit condenseur.According to one aspect of the invention, one of the heat exchangers is a condenser connected to a cooling circuit, the mesh surface being arranged within the cooling module upstream of said condenser.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de refroidissement par évaporation comporte en outre :
- un collecteur de fluide de refroidissement disposé sur un bord de la surface maillée à l’opposé du dispositif de distribution,
- un réservoir de fluide de refroidissement connecté d’une part au dispositif de distribution et d’autre part au collecteur de fluide de refroidissement, et
- une pompe de sorte à amener le fluide de refroidissement depuis le collecteur de fluide de refroidissement vers le réservoir.According to another aspect of the invention, the evaporative cooling device further comprises:
- a coolant manifold arranged on an edge of the mesh surface opposite the distribution device,
- a coolant reservoir connected on the one hand to the distribution device and on the other hand to the coolant manifold, and
- A pump so as to bring the cooling fluid from the cooling fluid collector to the reservoir.
Selon un autre aspect de l’invention, les mailles de la surface maillée ont une ouverture comprise entre 1 et 3mm.According to another aspect of the invention, the meshes of the meshed surface have an opening comprised between 1 and 3mm.
Selon un autre aspect de l’invention, la surface maillée est une surface souple.According to another aspect of the invention, the mesh surface is a flexible surface.
Selon un autre aspect de l’invention, la surface maillée est une toile textile.According to another aspect of the invention, the mesh surface is a textile fabric.
Selon un autre aspect de l’invention, les fibres de la toile textile ont un diamètre compris entre 0.5mm et 1.5mm.According to another aspect of the invention, the fibers of the textile fabric have a diameter of between 0.5mm and 1.5mm.
Selon un autre aspect de l’invention, la surface maillée est une toile de jute.According to another aspect of the invention, the mesh surface is a burlap.
Selon un autre aspect de l’invention, la surface maillée est une toile en fibre de noix de coco.According to another aspect of the invention, the mesh surface is a canvas of coconut fiber.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de refroidissement par évaporation comporte un système d’escamotage de la surface maillée de sorte que ladite surface maillée soit mobile entre une position escamotée et une position déployée en amont de l’au moins un échangeur de chaleur.According to another aspect of the invention, the evaporative cooling device comprises a mesh surface retraction system so that said mesh surface is movable between a retracted position and a deployed position upstream of the at least one heat exchanger heat.
Selon un autre aspect de l’invention, le système d’escamotage comporte :
- un rouleau enrouleur solidaire d’un bord de la surface maillée et disposé en périphérie de l’au moins un échangeur de chaleur, en position escamotée, ladite surface maillée étant enroulée autour du rouleau enrouleur,
- un actionneur de mise en rotation du rouleau enrouleur.According to another aspect of the invention, the retraction system comprises:
- a winding roller secured to an edge of the mesh surface and arranged on the periphery of the at least one heat exchanger, in the retracted position, said mesh surface being wound around the winding roller,
- an actuator for rotating the winding roller.
Selon un autre aspect de l’invention, le système d’escamotage comporte au moins un guide de la surface maillée de sorte à guider ladite surface maillée lors du passage d’une position à une autre.According to another aspect of the invention, the retraction system comprises at least one mesh surface guide so as to guide said mesh surface when passing from one position to another.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, fournie à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following description, provided by way of illustration and not limitation, and the appended drawings in which:
Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In the various figures, identical elements bear the same reference numbers.
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 et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments may also be combined and/or interchanged to provide other embodiments.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère 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 un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.In the present description, it is possible to index certain elements or parameters, such as for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or else first criterion and second criterion, etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are close, but not identical. This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion over another and such denominations can easily be interchanged without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time, for example, to assess such and such a criterion.
Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d’un flux d’air. A contrario, on entend par « placé en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation d’un flux.In the present description, the term “placed upstream” means that one element is placed before another with respect to the direction of circulation of an air flow. Conversely, “placed downstream” means that one element is placed after another in relation to the direction of circulation of a flow.
Sur les figures 1, 2, 4, 6, 7 et 8, est représenté un trièdre XYZ afin de définir l’orientation des différents éléments les uns par rapport aux autres. Une première direction, notée X, correspond à une direction longitudinale du véhicule. Elle correspond également à la direction opposée de la direction d’avancement du véhicule. Une deuxième direction, notée Y, est une direction latérale ou transversale. Enfin, une troisième direction, notée Z, est verticale. Les directions, X, Y, Z sont orthogonales deux à deux.In figures 1, 2, 4, 6, 7 and 8, an XYZ trihedron is represented in order to define the orientation of the various elements with respect to each other. A first direction, denoted X, corresponds to a longitudinal direction of the vehicle. It also corresponds to the opposite direction of the direction of travel of the vehicle. A second direction, denoted Y, is a lateral or transverse direction. Finally, a third direction, denoted Z, is vertical. The directions, X, Y, Z are orthogonal two by two.
Dans la présente description, on entend par « bas » ou « basse » la position d’un élément par rapport à un autre selon la direction Z déterminée ci-dessus.In the present description, “low” or “low” means the position of one element relative to another in the direction Z determined above.
Sur les figures 1 et 2, le module de refroidissement selon la présente invention est illustré dans une position fonctionnelle, c’est-à-dire quand il est disposé au sein d’un véhicule automobile.In Figures 1 and 2, the cooling module according to the present invention is illustrated in a functional position, that is to say when it is arranged within a motor vehicle.
La
Comme le montre la
Le module de refroidissement 22 comprend au moins un échangeur de chaleur 24, 26, 28, 29 comme représenté sur la
Le premier échangeur de chaleur 24 est notamment configuré pour dissiper de l’énergie calorifique dans le flux d’air F. Ce premier échangeur de chaleur 24 peut plus particulièrement être un condenseur d’un circuit de refroidissement A (visible à la
Le deuxième échangeur de chaleur 26 est également configuré pour relâcher de l’énergie calorifique dans le flux d’air F. Ce deuxième échangeur de chaleur 26 peut plus particulièrement être un radiateur connecté à un circuit de gestion thermique C (visible sur la
Le troisième échangeur de chaleur 28 est quant à lui configuré pour être un sous-refroidisseur connecté au sein du circuit de refroidissement A. Ce troisième échangeur de chaleur 28 est ainsi lui aussi configuré pour dissiper de l’énergie calorifique dans le flux d’air F.The third heat exchanger 28 is itself configured to be a sub-cooler connected within the cooling circuit A. This third heat exchanger 28 is thus also configured to dissipate heat energy in the air flow. f.
Dans l’exemple illustré à la
Toujours selon la
Le module de refroidissement 22 comporte également un premier boîtier collecteur 41 disposé en aval de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 selon la direction longitudinale X du module de refroidissement 22. Ce premier boîtier collecteur 41 comporte une sortie 45 du flux d’air F, Ce premier boîtier collecteur 41 permet ainsi de récupérer le flux d’air traversant l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 et d’orienter ce flux d’air vers la sortie 45. Le premier boîtier collecteur 41 peut venir de matière avec le carénage 40 ou bien être une pièce rapportée fixée à l’extrémité aval 40b dudit carénage 40.The cooling module 22 also comprises a first manifold housing 41 disposed downstream of the set of heat exchangers 23 in the longitudinal direction X of the cooling module 22. This first manifold housing 41 comprises an outlet 45 of the air flow F, This first collector box 41 thus makes it possible to recover the flow of air passing through the set of heat exchangers 23 and to direct this flow of air towards the outlet 45. The first collector box 41 can come from material with the fairing 40 or else be an added part fixed to the downstream end 40b of said fairing 40.
Le module de refroidissement 22 peut également comprendre au moins un ventilateur tangentiel, aussi nommé turbomachine tangentielle 30, configuré de sorte à générer le flux d’air F à destination de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. La turbomachine tangentielle 30 comprend un rotor ou turbine (ou hélice tangentielle) non représentée. La turbine a une forme sensiblement cylindrique. La turbine comporte avantageusement plusieurs étages de pales (ou aubes). La turbine est montée rotative autour d’un axe de rotation A, par exemple parallèle à la direction Y. Le diamètre de la turbine est par exemple compris entre 35 mm et 200 mm pour limiter sa taille. La turbomachine 30 est ainsi compacte.The cooling module 22 can also comprise at least one tangential fan, also called tangential turbomachine 30, configured so as to generate the air flow F intended for the set of heat exchangers 23. The tangential turbomachine 30 comprises a rotor or turbine (or tangential propeller) not shown. The turbine has a substantially cylindrical shape. The turbine advantageously comprises several stages of blades (or blades). The turbine is rotatably mounted around an axis of rotation A, for example parallel to the direction Y. The diameter of the turbine is for example between 35 mm and 200 mm to limit its size. The turbomachine 30 is thus compact.
La turbomachine tangentielle 30 peut également comporter un moteur 31 configuré pour mettre en rotation la turbine. Le moteur 31 est par exemple adapté à entraîner la turbine 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 tangentielle 30.The tangential turbomachine 30 can also comprise a motor 31 configured to set the turbine in rotation. The motor 31 is for example adapted to drive the turbine in rotation, at a speed of between 200 revolutions/min and 14,000 revolutions/min. This makes it possible in particular to limit the noise generated by the tangential turbomachine 30.
La turbomachine tangentielle 30 est de préférence disposée dans le premier boîtier collecteur 41. La turbomachine tangentielle 30 est alors configurée pour aspirer de l’air afin de générer le flux d’air F traversant l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Le premier boîtier collecteur 41 forme alors une volute au centre de laquelle est disposée la turbine et dont l’évacuation d’air à la sortie 45 du premier boîtier collecteur 41 permet la sortie du flux d’air F.The tangential turbomachine 30 is preferably arranged in the first manifold housing 41. The tangential turbomachine 30 is then configured to suck in air in order to generate the air flow F passing through the set of heat exchangers 23. The first Collector box 41 then forms a volute in the center of which the turbine is arranged and the evacuation of air from which at the outlet 45 of the first collector box 41 allows the outlet of the air flow F.
Dans l’exemple illustré à la
Il est néanmoins possible d’imaginer que la turbomachine tangentielle 30 soit dans une position basse, notamment dans le tiers inférieur du premier boîtier collecteur 41. Cela permettrait de limiter l’encombrement du module de refroidissement 22 dans sa partie haute. Alternativement, la turbomachine tangentielle 30 peut être dans une position médiane, notamment dans le tiers médian de la hauteur du premier boîtier collecteur 41, par exemple pour des raisons d’intégration du module de refroidissement 22 dans son environnement.It is nevertheless possible to imagine that the tangential turbomachine 30 is in a low position, in particular in the lower third of the first manifold housing 41. This would limit the size of the cooling module 22 in its upper part. Alternatively, the tangential turbomachine 30 can be in a middle position, in particular in the middle third of the height of the first manifold box 41, for example for reasons of integration of the cooling module 22 in its environment.
En outre, dans l’exemple illustré à la
Le module de refroidissement 22 peut également comporter un deuxième boîtier collecteur 42 disposé en amont de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Ce deuxième boîtier collecteur 42 comporte une entrée 42a du flux d’air F en provenance de l’extérieur du véhicule 10. L’entrée 42a peut notamment être disposée en regard de la baie de refroidissement 18. Cette entrée 42a peut également comporter la grille 20 de protection. Le deuxième boîtier collecteur 42 peut venir de matière avec le carénage 40 ou bien être une pièce rapportée fixée à l’extrémité amont 40a dudit carénage 40.The cooling module 22 may also include a second manifold box 42 arranged upstream of the set of heat exchangers 23. This second manifold box 42 includes an inlet 42a for the flow of air F coming from outside the vehicle 10. The inlet 42a may in particular be arranged opposite the cooling bay 18. This inlet 42a may also comprise the protective grid 20. The second collector box 42 can be made in one piece with the fairing 40 or else be an attached part fixed to the upstream end 40a of said fairing 40.
De plus, l’entrée 42a du deuxième boîtier collecteur 42 peut comporter un dispositif d’obturation de face avant (non représenté) configuré pour permettre au flux d’air F en provenance de l’extérieur du véhicule 10 de passer au travers de ladite première entrée 42a dans un état ouvert et obturer ladite première entrée du flux d’air 42a dans un état fermé. Le dispositif d’obturation de face avant peut se présenter sous différentes formes comme par exemple sous la forme d’une pluralité de volets montés pivotants entre une position d’ouverture et une position de fermeture au sein d’un cadre. Les volets peuvent être des volets de type drapeau mais d’autres types de volets comme des volets papillons sont tout à fait envisageables.In addition, the inlet 42a of the second collector box 42 may include a front face shutter device (not shown) configured to allow the flow of air F coming from outside the vehicle 10 to pass through said first inlet 42a in an open state and closing off said first airflow inlet 42a in a closed state. The front face closure device can take different forms, such as for example the form of a plurality of flaps mounted to pivot between an open position and a closed position within a frame. The shutters can be flag type shutters but other types of shutters such as butterfly shutters are quite possible.
La
A l’intérieur du circuit de gestion thermique C, représenté en traits pointillés, est destiné à circuler un fluide caloporteur. Le circuit de gestion thermique C peut ainsi comporter dans le sens de circulation d’un fluide caloporteur, une pompe 80, un premier refroidisseur 82 et le deuxième échangeur de chaleur 26. Le premier refroidisseur 82 peut notamment être une interface d’échange thermique par exemple disposée au niveau d’éléments électriques tel que le moteur électrique 12 et/ou de l’électronique de puissance afin de gérer leur température.Inside the thermal management circuit C, shown in dotted lines, is intended to circulate a heat transfer fluid. The thermal management circuit C can thus comprise, in the direction of circulation of a heat transfer fluid, a pump 80, a first cooler 82 and the second heat exchanger 26. The first cooler 82 can in particular be a heat exchange interface by example arranged at the level of electrical elements such as the electric motor 12 and/or power electronics in order to manage their temperature.
Comme énoncé plus haut, dans l’exemple illustré à la
Sur la
Cette boucle annexe B peut notamment comporter une pompe 70 et une interface de gestion thermique 72, par exemple une plaque froide, au contact des batteries. La boucle annexe B peut également comporter une dérivation B’ de contournement du cinquième échangeur de chaleur 67 comportant une vanne 74 afin, par exemple, de réaliser une homogénéisation de la température des batteries.This annex loop B may in particular comprise a pump 70 and a thermal management interface 72, for example a cold plate, in contact with the batteries. The annex loop B can also include a bypass B' for bypassing the fifth heat exchanger 67 comprising a valve 74 in order, for example, to achieve homogenization of the temperature of the batteries.
Le circuit de refroidissement A peut comporter une branche de dérivation A’ connectée en parallèle du premier dispositif de détente 63 et du premier refroidisseur 64. Cette branche de dérivation A’ comporte un deuxième dispositif de détente 66 disposé en amont d’un troisième refroidisseur 67. Ce troisième refroidisseur 67 peut notamment être un évaporateur destiné à être traversé par un flux d’air à destination de l’habitacle.The cooling circuit A may comprise a bypass branch A' connected in parallel with the first expansion device 63 and the first cooler 64. This bypass branch A' comprises a second expansion device 66 disposed upstream of a third cooler 67 This third cooler 67 may in particular be an evaporator intended to be traversed by a flow of air intended for the passenger compartment.
Entre le premier 24 et le troisième 28 échangeur de chaleur, le circuit de refroidissement A comporte une bouteille déshydratante 61. Cette bouteille déshydratante 61 est notamment connectée au sein du circuit de refroidissement A en aval du premier échangeur de chaleur 24, entre ledit premier échangeur de chaleur 24 et le troisième échangeur de chaleur 28, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant circulant dans ledit circuit de refroidissement A.Between the first 24 and the third 28 heat exchanger, the cooling circuit A comprises a dehydrating bottle 61. This dehydrating bottle 61 is in particular connected within the cooling circuit A downstream of the first heat exchanger 24, between said first exchanger heat exchanger 24 and the third heat exchanger 28, in the direction of circulation of the refrigerant fluid circulating in said cooling circuit A.
Comme le montrent les figures 2 et 3, le troisième échangeur de chaleur 28 est disposé, au sein de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23, le plus en amont selon la direction longitudinale X dudit module de refroidissement 22. Cela permet à ce dernier de bénéficier de l’air le plus « frais » du flux d’air F. Le troisième échangeur de chaleur 28 peut ainsi assurer sa fonction de sous-refroidissement du fluide réfrigérant circulant dans le circuit de refroidissement A efficacement. Le coefficient de performance du circuit de refroidissement A est ainsi élevé et sa puissance de refroidissement est suffisante pour par exemple assurer à la fois le refroidissement d’un flux d’air à destination de l’habitacle et le refroidissement des batteries.As shown in Figures 2 and 3, the third heat exchanger 28 is arranged, within the set of heat exchangers 23, the most upstream in the longitudinal direction X of said cooling module 22. This allows this last to benefit from the “freshest” air of the air flow F. The third heat exchanger 28 can thus perform its function of sub-cooling the refrigerant fluid circulating in the cooling circuit A efficiently. The coefficient of performance of the cooling circuit A is thus high and its cooling power is sufficient to ensure, for example, both the cooling of an air flow intended for the passenger compartment and the cooling of the batteries.
Toujours comme illustré aux figures 2 et 3, le deuxième échangeur de chaleur 26 est disposé, au sein de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23, en amont du premier échangeur de chaleur 24 selon la direction longitudinale X du module de refroidissement 22, au sein de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23. Plus particulièrement, le deuxième échangeur de chaleur 26 et le troisième échangeur de chaleur 28 peuvent être disposés sur un même plan au sein de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23, en amont du premier échangeur de chaleur 24 selon la direction longitudinale X du module de refroidissement 22. Cela permet ainsi au deuxième 26 et au troisième 28 échangeur de chaleur d’être tous deux les plus en amont selon la direction longitudinale X du module de refroidissement 22. Ainsi, à la fois le deuxième 26 et le troisième 28 échangeur de chaleur bénéficie de l’air le plus « frais » afin de dissiper de l’énergie calorifique le plus efficacement possible.Still as illustrated in Figures 2 and 3, the second heat exchanger 26 is arranged, within the set of heat exchangers 23, upstream of the first heat exchanger 24 in the longitudinal direction X of the cooling module 22, within the set of heat exchangers 23. More particularly, the second heat exchanger 26 and the third heat exchanger 28 can be arranged on the same plane within the set of heat exchangers 23, in upstream of the first heat exchanger 24 in the longitudinal direction X of the cooling module 22. This thus allows the second 26 and the third 28 heat exchanger to be both furthest upstream in the longitudinal direction X of the cooling module 22 Thus, both the second 26 and the third 28 heat exchanger benefit from the “freshest” air in order to dissipate heat energy as efficiently as possible.
De préférence, la hauteur cumulée du deuxième 26 et du troisième 28 échangeur de chaleur est sensiblement égale à celle du premier échangeur de chaleur 24. Cela permet ainsi de conserver un ensemble d’échangeurs de chaleur 23 dans lequel chaque couche ou strate d’échangeurs de chaleur a des dimensions similaires. Cela permet également de limiter le nombre d’échangeurs de chaleur que le flux d’air F traverse et donc cela limite les pertes de charge. Il est ainsi par exemple possible d’ajouter le quatrième échangeur de chaleur 29 en aval du premier échangeur de chaleur 24 dans le flux d’air F.Preferably, the cumulative height of the second 26 and of the third 28 heat exchanger is substantially equal to that of the first heat exchanger 24. This thus makes it possible to maintain a set of heat exchangers 23 in which each layer or stratum of of heat has similar dimensions. This also makes it possible to limit the number of heat exchangers that the air flow F passes through and therefore this limits the pressure drops. It is thus for example possible to add the fourth heat exchanger 29 downstream of the first heat exchanger 24 in the air flow F.
Toujours selon les figures 2 et 3, le troisième échangeur de chaleur 28 est de préférence disposé sous le deuxième échangeur de chaleur 26. Par « disposé sous » on entend ici qu’à l’état monté au sein du véhicule automobile 10, le troisième échangeur de chaleur 28 est situé au plus près du sol par rapport au deuxième échangeur de chaleur 26.Still according to FIGS. 2 and 3, the third heat exchanger 28 is preferably arranged under the second heat exchanger 26. By “arranged under” is meant here that in the mounted state within the motor vehicle 10, the third heat exchanger 28 is located closer to the ground relative to the second heat exchanger 26.
Comme illustré à la
Comme illustré à la
Plus particulièrement, la bouteille déshydratante 61 peut être disposée de sorte que son axe, ici l’axe transversale Y, soit perpendiculaire à l’axe Z de la hauteur dudit au moins un échangeur de chaleur 24, 26, 28, 39. La bouteille déshydratante 61 est alors « couchée » au-dessous ou alors au-dessus dudit au moins un échangeur de chaleur 24, 26, 28, 39.More particularly, the dehydrating bottle 61 can be arranged so that its axis, here the transverse axis Y, is perpendicular to the axis Z of the height of said at least one heat exchanger 24, 26, 28, 39. The bottle desiccant 61 is then "lying" below or above said at least one heat exchanger 24, 26, 28, 39.
Dans le cas où le module de refroidissement 22 comporte deux échangeurs de chaleur, ici le deuxième 26 et le troisième 28 échangeur de chaleur, disposés sur un même plan et disposés le plus en amont selon la direction longitudinale X dudit module de refroidissement 22, la bouteille déshydratante 61 peut être disposée entre lesdits échangeurs de chaleur 26, 28, ou bien au-dessous ou au-dessus de l’ensemble formé par ces deux échangeurs de chaleur 26, 28.In the case where the cooling module 22 comprises two heat exchangers, here the second 26 and the third 28 heat exchanger, arranged on the same plane and arranged furthest upstream in the longitudinal direction X of said cooling module 22, the dehydrating bottle 61 can be arranged between said heat exchangers 26, 28, or else below or above the assembly formed by these two heat exchangers 26, 28.
Toujours comme illustré à la
La surface maillée 91 est plus particulièrement disposée au sein du module de refroidissement 22 au niveau de l’ensemble d’échangeurs de chaleur 23 en amont d’au moins un échangeur de chaleur 24, 26, 28,29. La surface maillée 91 est également disposée selon un plan sensiblement parallèle aux échangeurs de chaleur 24, 26, 28, 29 de sorte que cette dernière soit destinée à être traversée par le flux d’air F. La surface maillée 91 peut ainsi avoir une forme rectangulaire complémentaire de la forme des échangeurs de chaleur 24, 26, 28, 29.The mesh surface 91 is more particularly arranged within the cooling module 22 at the level of the set of heat exchangers 23 upstream of at least one heat exchanger 24, 26, 28,29. The mesh surface 91 is also arranged in a plane substantially parallel to the heat exchangers 24, 26, 28, 29 so that the latter is intended to be traversed by the flow of air F. The mesh surface 91 can thus have a shape rectangular complementary to the shape of the heat exchangers 24, 26, 28, 29.
Le dispositif de distribution 92 par gravité est quant à lui disposé sur un bord de ladite surface maillée 91. Plus particulièrement, le dispositif de distribution 92 est disposé sur le bord supérieur de la surface maillée 91 de sorte que le fluide de refroidissement, généralement de l’eau, soit entraîné par gravité et capillarité sur l’ensemble de la surface maillée 91. Le dispositif de distribution 92 peut notamment être relié à un réservoir (non représenté) dans lequel le fluide de refroidissement est stocké. Selon un mode particulier, le dispositif de distribution 92 et le réservoir peuvent ne former qu’une seule pièce. Afin de permettre l’écoulement du fluide de refroidissement sur l’ensemble de la surface maillée 91, le dispositif de distribution 92 peut s’étendre sur l’intégralité du bord supérieur de la surface maillée 91. Le dispositif de distribution 92 peut par exemple être une conduite perforée régulièrement dans laquelle passe le fluide de refroidissement et disposée sur le long du bord supérieur de la surface maillée 91.The distribution device 92 by gravity is placed on an edge of said mesh surface 91. More particularly, the distribution device 92 is placed on the upper edge of the mesh surface 91 so that the cooling fluid, generally of water, or driven by gravity and capillarity over the whole of the meshed surface 91. The distribution device 92 can in particular be connected to a reservoir (not shown) in which the cooling fluid is stored. According to a particular mode, the dispensing device 92 and the reservoir can form a single piece. In order to allow the cooling fluid to flow over the whole of the mesh surface 91, the distribution device 92 can extend over the entire upper edge of the mesh surface 91. The distribution device 92 can for example be a regularly perforated pipe in which the cooling fluid passes and arranged along the upper edge of the mesh surface 91.
La présence de ce dispositif de refroidissement 90 permet de refroidir le flux d’air F avant que ce dernier ne traverse l’échangeur de chaleur 24, 26, 28, 29 disposé en aval de la surface maillée 91. En effet, l’évaporation du fluide de refroidissement absorbe de l’énergie calorifique du flux d’air F lorsqu’il traverse la surface maillée 91.The presence of this cooling device 90 makes it possible to cool the air flow F before the latter passes through the heat exchanger 24, 26, 28, 29 disposed downstream of the mesh surface 91. Indeed, the evaporation cooling fluid absorbs heat energy from the airflow F as it passes through the mesh surface 91.
Cela est plus particulièrement avantageux lorsque l’échangeur de chaleur 24 est un condenseur connecté au circuit de refroidissement A. En effet, un tel condenseur 24 nécessite un flux d’air le plus « frais » possible afin d’être le plus performant et par exemple permettre un bon confort thermique au sein de l’habitacle. Ainsi, comme illustré à la
Comme le montre la
Afin que le fluide de refroidissement puisse s’évaporer au sein de la surface maillée 91, les mailles de cette dernière peuvent notamment avoir une ouverture comprise entre 1mm et 3mm. La surface maillée 91 peut plus particulièrement être une surface souple comme par exemple une toile textile.In order for the cooling fluid to be able to evaporate within the meshed surface 91, the meshes of the latter may in particular have an opening comprised between 1mm and 3mm. The mesh surface 91 can more particularly be a flexible surface such as for example a textile fabric.
Cette toile textile peut notamment comporter des fibres ayant un diamètre compris entre 0.5mm et 1.5mm. Ces fibres peuvent être notamment perméables au fluide de refroidissement pour améliorer l’efficacité du dispositif de refroidissement 90. La surface maillée 91 peut ainsi être une toile de jute ou bien encore une toile en fibre de noix de coco.This textile fabric may in particular comprise fibers having a diameter of between 0.5 mm and 1.5 mm. These fibers may in particular be permeable to the cooling fluid to improve the efficiency of the cooling device 90. The mesh surface 91 may thus be a burlap or even a coconut fiber canvas.
Comme le montrent les figures 6 à 8, le dispositif de refroidissement 90 par évaporation peut également comporter un système d’escamotage 95 de la surface maillée 91. La surface maillée 91 est alors mobile entre une position escamotée (
La surface maillée 91 peut également être dans une position intermédiaire, illustrée à la
Toujours comme illustré aux figures 6 à 8, lorsque la surface maillée 91 est souple, le système d’escamotage 95 peut notamment comporter un rouleau enrouleur solidaire d’un bord de la surface maillée 91 et disposé en périphérie de l’au moins un échangeur de chaleur 24, 26, 28,29. En position escamotée, la surface maillée 91 est enroulée autour du rouleau enrouleur comme montré par la
Du fait que la surface maillée 91 est mobile, le système d’escamotage 95 peut comporter au moins un guide de la surface maillée 91 de sorte à guider ladite surface maillée 91 lors du passage d’une position à une autre. Ce guide peut par exemple être un ou des rails de guidage dans lesquels coulisse la surface maillée 91. Un autre exemple de guide peut être un ou plusieurs câbles tendus, la surface maillée 91 comportant quant à elle un ou des œillets dans lesquels passent lesdits câbles.Because the mesh surface 91 is mobile, the retraction system 95 may comprise at least one guide of the mesh surface 91 so as to guide said mesh surface 91 when passing from one position to another. This guide can for example be one or more guide rails in which the mesh surface 91 slides. Another example of a guide can be one or more tensioned cables, the mesh surface 91 comprising one or more eyelets through which said cables pass. .
Ainsi, on voit bien que le dispositif de refroidissement 90 permet un refroidissement du flux d’air F avant que ce dernier ne traverse un échangeur de chaleur 24, 26, 28, 29. Ce refroidissement du flux d’air permet d’augmenter la différence de température entre le flux d’air F et l’échangeur de chaleur 24, 26, 28, 29 et ainsi augmenter les performances dudit échangeur de chaleur 24, 26, 28, 29.Thus, it is clear that the cooling device 90 allows cooling of the air flow F before the latter passes through a heat exchanger 24, 26, 28, 29. This cooling of the air flow makes it possible to increase the temperature difference between the air flow F and the heat exchanger 24, 26, 28, 29 and thus increase the performance of said heat exchanger 24, 26, 28, 29.
Claims (10)
caractérisé en ce qu’il comporte en outre un dispositif de refroidissement (90) par évaporation, ledit dispositif de refroidissement (90) par évaporation comportant :
- une surface maillée (91) disposée en amont d’au moins un échangeur de chaleur (24, 26, 28,29) et destinée à être traversée par le flux d’air (F),
- un dispositif de distribution (92) par gravité d’un fluide de refroidissement sur la surface maillée (91), ledit dispositif de distribution (92) étant disposé sur un bord de ladite surface maillée (91).Cooling module (22) for an electric or hybrid motor vehicle (10), said cooling module (22) being intended to be traversed by a flow of air (F) and comprising at least one heat exchanger (24, 26, 28, 29),
characterized in that it further comprises an evaporative cooling device (90), said evaporative cooling device (90) comprising:
- a mesh surface (91) arranged upstream of at least one heat exchanger (24, 26, 28,29) and intended to be crossed by the air flow (F),
- a distribution device (92) by gravity of a cooling fluid on the mesh surface (91), said distribution device (92) being arranged on an edge of said mesh surface (91).
- un collecteur de fluide de refroidissement (93) disposé sur un bord de la surface maillée (91) à l’opposé du dispositif de distribution (92),
- un réservoir de fluide de refroidissement connecté d’une part au dispositif de distribution (92) et d’autre part au collecteur de fluide de refroidissement (93), et
- une pompe (94) de sorte à amener le fluide de refroidissement depuis le collecteur de fluide de refroidissement (93) vers le réservoir.Cooling module (22) according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaporative cooling device (90) further comprises:
- a cooling fluid collector (93) disposed on an edge of the mesh surface (91) opposite the distribution device (92),
- a coolant reservoir connected on the one hand to the distribution device (92) and on the other hand to the coolant manifold (93), and
- a pump (94) so as to bring the cooling fluid from the cooling fluid manifold (93) to the reservoir.
- un rouleau enrouleur solidaire d’un bord de la surface maillée (91) et disposé en périphérie de l’au moins un échangeur de chaleur (24, 26, 28,29), en position escamotée, ladite surface maillée (91) étant enroulée autour du rouleau enrouleur,
- un actionneur de mise en rotation du rouleau enrouleur.Cooling module (22) according to the preceding claim with any one of Claims 5 to 7, characterized in that the retraction system (95) comprises:
- a winding roller secured to an edge of the mesh surface (91) and arranged on the periphery of the at least one heat exchanger (24, 26, 28,29), in the retracted position, said mesh surface (91) being wrapped around the winding roller,
- an actuator for rotating the winding roller.
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---|---|---|---|
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GB2117721A (en) * | 1982-03-26 | 1983-10-19 | Ford Motor Co | Engine cooling arrangement for motor cars |
US20050029027A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-10 | Yuhei Kunikata | Cooling system for vehicle |
CN108425735A (en) * | 2018-02-01 | 2018-08-21 | 胡仟惠尹 | A kind of efficient radiating apparatus for automobile engine |
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2021
- 2021-02-11 FR FR2101298A patent/FR3119645B1/en active Active
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2022
- 2022-02-09 WO PCT/EP2022/053150 patent/WO2022171687A1/en active Application Filing
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