FR3123596A1 - ELECTRIC MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH A CROSS-MEMBER RECEIVING A POWERTRAIN - Google Patents
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Abstract
Véhicule automobile électrique comportant un groupe motopropulseur comprenant une machine électrique de traction, une traverse recevant le groupe motopropulseur, des supports de traverse (8) reliant les extrémités de la traverse à des longerons du véhicule (6), et un circuit de pompe à chaleur équipé d’un refroidisseur du groupe motopropulseur (10) fixé sur un support de traverse (8), et d’un échangeur de climatisation de l’habitacle, le support de traverse (8) recevant le refroidisseur (10) comportant dans la même pièce des conduits de circulation haute pression et basse pression du circuit de pompe à chaleur, comprenant des orifices reliés directement à l’échangeur de refroidissement (10). Figure 1Electric motor vehicle comprising a powertrain comprising an electric traction machine, a crossmember receiving the powertrain, crossmember supports (8) connecting the ends of the crossmember to side members of the vehicle (6), and a heat pump circuit equipped with a powertrain cooler (10) fixed on a crossmember support (8), and a cabin air conditioning exchanger, the crossmember support (8) receiving the cooler (10) comprising in the same part of the high pressure and low pressure circulation ducts of the heat pump circuit, comprising orifices connected directly to the cooling exchanger (10). Figure 1
Description
La présente invention concerne un véhicule automobile électrique équipé d'une traverse recevant un groupe motopropulseur, fixée par des supports à des longerons, et un système de pompe à chaleur.The present invention relates to an electric motor vehicle equipped with a cross member receiving a powertrain, fixed by supports to side members, and a heat pump system.
Un type de véhicule automobile électrique connu, présenté notamment par le document FR-A1-3047446, comporte une traverse présentant une section constante, recevant un groupe motopropulseur suspendu en dessous comprenant une machine électrique de traction, maintenu par l’intermédiaire d’un premier système élastique de filtrage des vibrations.A type of known electric motor vehicle, presented in particular by the document FR-A1-3047446, comprises a crosspiece having a constant section, receiving a powertrain suspended below comprising an electric traction machine, maintained by means of a first elastic vibration filtering system.
Chaque extrémité de la traverse est reliée à un support fixé sur un longeron du véhicule disposé dans le compartiment moteur à l’avant de ce véhicule, par l’intermédiaire d’un second système élastique de filtrage afin d’obtenir deux filtrages disposés en série, assurant un haut niveau de filtration des vibrations émises par le groupe motopropulseur. Le support recevant le second système de filtrage, occupe un certain espace au-dessus du longeron, en particulier suivant la direction longitudinale du véhicule.Each end of the crosspiece is connected to a support fixed to a side member of the vehicle arranged in the engine compartment at the front of this vehicle, via a second elastic filtering system in order to obtain two filters arranged in series , ensuring a high level of filtration of vibrations emitted by the powertrain. The support receiving the second filtering system occupies a certain space above the spar, in particular along the longitudinal direction of the vehicle.
Par ailleurs les véhicules automobiles électriques peuvent comporter un système d’échange énergétique du type pompe à chaleur, formant un circuit de fluide comprenant un compresseur réalisant une compression de la vapeur du fluide dans une partie haute pression, un condenseur qui condense ce fluide en dégageant de la chaleur, puis un détendeur et une partie basse pression comprenant un évaporateur endothermique formant un refroidisseur.Furthermore, electric motor vehicles may comprise an energy exchange system of the heat pump type, forming a fluid circuit comprising a compressor performing a compression of the vapor of the fluid in a high pressure part, a condenser which condenses this fluid by releasing heat, then a pressure reducer and a low pressure part comprising an endothermic evaporator forming a cooler.
On dispose en particulier un refroidisseur du groupe motopropulseur, appelé « chiller » en langue anglaise, et un échangeur de climatisation de l’habitacle permettant suivant les conditions de roulage du véhicule de refroidir le groupe motopropulseur ou la batterie de traction pour assurer les meilleures performances, et de refroidir l’habitacle pour assurer le confort.In particular, there is a powertrain cooler, called a "chiller" in English, and a cabin air conditioning exchanger allowing, depending on the vehicle's driving conditions, to cool the powertrain or the traction battery to ensure the best performance. , and to cool the passenger compartment to ensure comfort.
Dans l’espace relativement réduit et fortement encombré du compartiment moteur, il est connu d’utiliser le support de traverse d’un côté du véhicule pour fixer dessus le refroidisseur.In the relatively small and heavily cluttered space of the engine compartment, it is known to use the cross member support on one side of the vehicle to attach the cooler to it.
Il faut dans ce cas prévoir un espace suffisamment important autour du support de traverse pour disposer à côté du refroidisseur, un bloc de distribution du circuit haute pression et un bloc de distribution du circuit basse pression, comprenant des orifices reliés à ce refroidisseur, au groupe motopropulseur et à l’échangeur de climatisation.In this case, it is necessary to provide a sufficiently large space around the cross-piece support to place, next to the cooler, a distribution block for the high pressure circuit and a distribution block for the low pressure circuit, comprising orifices connected to this cooler, to the unit powertrain and the air conditioning exchanger.
On obtient alors dans ce cas un ensemble relativement encombrant autour du support de traverse, en particulier suivant la direction longitudinale du véhicule. De plus avec le raccordement des blocs de distribution, du refroidisseur et des différentes canalisations de départ ou d’arrivée vers l’environnement, on a de nombreux raccords entraînant une complexité d’assemblage et un temps de montage important, et ajoutant des risques de fuites.One then obtains in this case a relatively bulky assembly around the cross-member support, in particular along the longitudinal direction of the vehicle. In addition, with the connection of the distribution blocks, the cooler and the various outgoing or incoming pipes to the environment, there are numerous connections resulting in assembly complexity and significant assembly time, and adding risks of leaks.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.The object of the present invention is in particular to avoid these problems of the prior art.
Elle propose à cet effet un véhicule automobile électrique comportant un groupe motopropulseur équipé d’une machine électrique de traction, une traverse recevant le groupe motopropulseur, des supports de traverse reliant les extrémités de la traverse à des longerons du véhicule, et un circuit de pompe à chaleur équipé d’un refroidisseur du groupe motopropulseur fixé sur un support de traverse, et d’un échangeur de climatisation de l’habitacle, ce véhicule étant remarquable en ce que le support de traverse recevant le refroidisseur comporte dans la même pièce des conduits de circulation haute pression et basse pression du circuit de pompe à chaleur, comprenant des orifices reliés directement au refroidisseur.It proposes for this purpose an electric motor vehicle comprising a powertrain equipped with an electric traction machine, a crossmember receiving the powertrain, crossmember supports connecting the ends of the crossmember to the side members of the vehicle, and a pump circuit heat equipped with a powertrain cooler fixed on a crossmember support, and an air conditioning exchanger for the passenger compartment, this vehicle being remarkable in that the crossmember support receiving the cooler comprises ducts in the same room high pressure and low pressure circulation of the heat pump circuit, comprising orifices connected directly to the chiller.
Un avantage de ce véhicule est qu’en réalisant des conduits intégrés dans la pièce du support de traverse recevant le refroidisseur, on utilise la matière et le volume de ce support pour former les deux blocs hydrauliques haute et basse pression, comportant des conduits pouvant présenter une complexité importante.An advantage of this vehicle is that by making ducts integrated into the part of the crossmember support receiving the cooler, the material and the volume of this support are used to form the two high and low pressure hydraulic blocks, comprising ducts which may have significant complexity.
On obtient en formant les blocs hydrauliques dans le support de traverse, en utilisant par exemple des procédés de moulage et d’usinage permettant de réaliser des conduits complexes, et de les tester, une pièce réalisant différentes liaisons du circuit, présentant un volume réduit et un nombre de raccordements limité. En particulier le refroidisseur de groupe motopropulseur fixé sur le support permet de réaliser des liaisons directes avec les orifices de ce support, sans raccord ni canalisation intermédiaire. L’ensemble est compact, présente moins de risques de défaillance, et son installation dans le véhicule est plus rapide.By forming the hydraulic blocks in the cross-member support, by using for example molding and machining processes making it possible to produce complex conduits, and to test them, a part realizing different connections of the circuit, having a reduced volume and a limited number of connections. In particular, the powertrain cooler fixed on the support makes it possible to make direct connections with the orifices of this support, without connection or intermediate pipework. The assembly is compact, presents less risk of failure, and its installation in the vehicle is faster.
Le véhicule automobile selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.The motor vehicle according to the invention may also comprise one or more of the following characteristics, which may be combined with one another.
Avantageusement, le support de traverse comporte une partie inférieure formant une plaque fixée sur le dessus d’un longeron.Advantageously, the crosspiece support comprises a lower part forming a plate fixed to the top of a spar.
Dans ce cas, avantageusement la plaque comporte des perçages de fixation du refroidisseur, qui est posé directement sur cette plaque.In this case, the plate advantageously includes holes for fixing the cooler, which is placed directly on this plate.
En particulier, le refroidisseur peut présenter une forme parallélépipédique allongée suivant la direction longitudinale du véhicule.In particular, the cooler may have an elongated parallelepipedal shape in the longitudinal direction of the vehicle.
Avantageusement, le support de traverse comporte une partie formant une colonne qui s’élève au-dessus de la plaque, contenant des conduits du circuit de pompe à chaleur.Advantageously, the crosspiece support comprises a part forming a column which rises above the plate, containing conduits of the heat pump circuit.
Dans ce cas, la colonne comporte avantageusement sur des côtés des orifices latéraux des conduits de circulation, reliés directement au refroidisseur qui est accolé à ces côtés.In this case, the column advantageously comprises on the sides side orifices of the circulation ducts, directly connected to the cooler which is attached to these sides.
De plus, la colonne comporte avantageusement sur le dessus des orifices supérieurs des conduits de circulation qui sont reliés à des canalisations de l’échangeur de climatisation.In addition, the column advantageously comprises on the top of the upper orifices of the circulation ducts which are connected to the pipes of the air conditioning exchanger.
Avantageusement, le support de traverse est formé par un bloc en alliage d’aluminium, comportant des conduits de circulation réalisés par fonderie ou par perçage.Advantageously, the crosspiece support is formed by a block of aluminum alloy, comprising circulation ducts made by casting or by drilling.
L’invention a aussi pour objet un procédé d’assemblage d’un véhicule automobile comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce qu’il comporte une étape de réalisation d’un sous-ensemble comprenant le refroidisseur fixé sur le support de traverse, puis une étape d’assemblage du sous-ensemble dans le véhicule.The invention also relates to a method of assembling a motor vehicle comprising any one of the preceding characteristics, noteworthy in that it comprises a step of producing a sub-assembly comprising the cooler fixed to the support cross member, then a step of assembling the sub-assembly in the vehicle.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood and other characteristics and advantages will appear more clearly on reading the description below given by way of example, with reference to the appended drawings in which:
Dans l’ensemble du document les expressions supérieur, inférieur, au-dessus, en dessous, côté droit et côté gauche sont relatives à un véhicule posé sur un sol horizontal, en regardant vers la direction avant de ce véhicule indiquée par la flèche AV.Throughout the document, the expressions upper, lower, above, below, right side and left side relate to a vehicle placed on horizontal ground, looking towards the forward direction of this vehicle indicated by the arrow AV.
Les figures 1 à 4 présentent le compartiment moteur à l’avant d’un véhicule automobile, comportant une tôle formant un tablier 2 renforcé par une traverse 4, séparant ce compartiment de l’habitacle, des longerons latéraux 6, et des passages de roue 16 disposés à l’extérieur de ces longerons.Figures 1 to 4 show the engine compartment at the front of a motor vehicle, comprising a sheet forming an apron 2 reinforced by a crosspiece 4, separating this compartment from the passenger compartment, the side rails 6, and the wheel arches 16 arranged on the outside of these beams.
Le longeron droit 6 reçoit sur sa face supérieure horizontale un support de fixation de l’extrémité droite d’une traverse non représentée, qui reçoit en dessous un groupe motopropulseur équipé d’une machine électrique de traction, ainsi que différents équipements utilisés pour son fonctionnement.The right spar 6 receives on its horizontal upper face a mounting bracket for the right end of a crosspiece, not shown, which receives underneath a powertrain equipped with an electric traction machine, as well as various equipment used for its operation. .
Le support 8 comporte deux volumes principaux comprenant une plaque horizontale 20 d’épaisseur constante, et une colonne parallélépipédique verticale 30 posée sur cette plaque.The support 8 comprises two main volumes comprising a horizontal plate 20 of constant thickness, and a vertical parallelepipedic column 30 placed on this plate.
Le véhicule comporte un système d’échange thermique du type pompe à chaleur, comprenant entre un circuit basse pression et un circuit haute pression un refroidisseur du groupe motopropulseur 10 présentant un volume sensiblement parallélépipédique fixé sur la plaque horizontale 20 et en appui sur la colonne 30 du support 8, et un échangeur thermique de climatisation disposé dans l’habitacle, relié à ce support par deux canalisations 14.The vehicle comprises a heat exchange system of the heat pump type, comprising between a low pressure circuit and a high pressure circuit a cooler of the powertrain 10 having a substantially parallelepipedic volume fixed on the horizontal plate 20 and resting on the column 30 of support 8, and an air conditioning heat exchanger arranged in the passenger compartment, connected to this support by two pipes 14.
De cette manière suivant les conditions de roulage et les besoins thermiques du groupe motopropulseur, de la batterie et de l’habitacle, la pompe à chaleur peut réaliser différents échanges thermiques entre ces parties du véhicule.In this way, depending on the driving conditions and the thermal needs of the powertrain, the battery and the passenger compartment, the heat pump can carry out different heat exchanges between these parts of the vehicle.
Les figures 3 et 4 présentent de manière détaillée la plaque de support 20 comprenant un contour sensiblement rectangulaire allongé suivant la direction longitudinale, comportant vers l’extérieur du véhicule deux perçages espacés 24 de fixation du support 8 sur le longeron 6, et vers l’intérieur deux perçages espacés 22 de fixation de la traverse supportant le groupe motopropulseur.Figures 3 and 4 show in detail the support plate 20 comprising a substantially rectangular outline elongated in the longitudinal direction, comprising towards the outside of the vehicle two spaced holes 24 for fixing the support 8 on the beam 6, and towards the outside of the vehicle. inside two spaced holes 22 for fixing the crosspiece supporting the powertrain.
La plaque de support 20 comporte dans l’angle tourné vers l’avant et vers l’extérieur du véhicule, deux bossages plats 26 dépassant un peu au-dessus de cette plaque, comportant chacun un perçage de fixation du refroidisseur de groupe motopropulseur 10.The support plate 20 comprises in the angle facing the front and towards the outside of the vehicle, two flat bosses 26 protruding a little above this plate, each comprising a fixing hole for the powertrain cooler 10.
La colonne 30 comporte sur le dessus des orifices supérieurs 34 de raccordement des canalisations de l’échangeur thermique d’habitacle 14, et sur deux faces latérales des orifices latéraux 32 de raccordement du refroidisseur de groupe motopropulseur 10. Les différents orifices sont reliés entre eux par des perçages formant des conduits internes de la colonne 30 intégrée au support 8, de manière à réaliser les circuits de circulation du fluide dans le support formant une unique pièce.The column 30 comprises on the top of the upper openings 34 for connecting the pipes of the cabin heat exchanger 14, and on two side faces of the side openings 32 for connecting the powertrain cooler 10. The different openings are interconnected by holes forming internal ducts of the column 30 integrated into the support 8, so as to produce the fluid circulation circuits in the support forming a single piece.
La fixation du refroidisseur de groupe motopropulseur 10 sur le support 8 permet d’ajuster directement des orifices disposés sur le côté de ce refroidisseur sur des orifices latéraux 32 de la colonne 30 pour les mettre en communication, avec des joints d’étanchéité, sans utiliser de raccord ni de tuyau intermédiaire.The fixing of the powertrain cooler 10 on the support 8 makes it possible to directly adjust the orifices arranged on the side of this cooler on the side orifices 32 of the column 30 to place them in communication, with seals, without using connection or intermediate pipe.
On obtient ainsi avec le support 8 formant une unique pièce, à la fois la fixation de la traverse et du refroidisseur 10, et les fonctions d’un bloc de raccordement haute pression et d’un bloc de raccordement basse pression qui sont intégrés dans cette pièce.One thus obtains with the support 8 forming a single piece, both the fixing of the crosspiece and of the cooler 10, and the functions of a high pressure connection block and of a low pressure connection block which are integrated in this piece.
On limite ainsi le nombre de composants utilisés, en particulier des canalisations et des raccords entre ces composants qui occasionnent des pertes calorifiques du circuit réduisant le rendement, et entraîne des risques de fuites supplémentaires. On réduit aussi le temps d’assemblage des différents éléments entre eux, et les coûts de fabrication et de montage. En utilisant les volumes intérieurs du support 8 pour réaliser des conduits avec leurs orifices de raccordement, on obtient un ensemble compact, en particulier suivant la direction longitudinale du véhicule, qui peut être plus facilement intégré dans le compartiment moteur.The number of components used is thus limited, in particular pipes and connections between these components which cause heat losses from the circuit reducing the efficiency, and entail risks of additional leaks. It also reduces the assembly time of the various elements between them, and the manufacturing and assembly costs. By using the interior volumes of the support 8 to produce ducts with their connection orifices, a compact assembly is obtained, in particular along the longitudinal direction of the vehicle, which can be more easily integrated into the engine compartment.
Avantageusement on réalise le support 8 dans un alliage d’aluminium, qui peut être obtenu par fonderie puis usinage, permettant d’effectuer au préalable tous les perçages ainsi que les contrôles des passages de fluide. On forme au préalable un sous-ensemble comprenant le refroidisseur 10 fixé sur le support 8, qui peut être testé pour vérifier l’étanchéité notamment, permettant ensuite de simplifier les opérations d’assemblage sur le véhicule en fixant le sous-ensemble complet, puis en réalisant un nombre de raccordements de canalisations qui est réduit.Advantageously, the support 8 is made from an aluminum alloy, which can be obtained by foundry and then machining, making it possible to perform all the drillings as well as the checks of the fluid passages beforehand. A sub-assembly is formed beforehand comprising the cooler 10 fixed to the support 8, which can be tested to check the tightness in particular, then making it possible to simplify the assembly operations on the vehicle by fixing the complete sub-assembly, then by making a reduced number of pipe connections.
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