WO2019141937A1 - Module de face avant pour vehicule automobile et procede de degivrage d'un echangeur de chaleur - Google Patents

Module de face avant pour vehicule automobile et procede de degivrage d'un echangeur de chaleur Download PDF

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WO2019141937A1
WO2019141937A1 PCT/FR2019/050083 FR2019050083W WO2019141937A1 WO 2019141937 A1 WO2019141937 A1 WO 2019141937A1 FR 2019050083 W FR2019050083 W FR 2019050083W WO 2019141937 A1 WO2019141937 A1 WO 2019141937A1
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WO
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flaps
module
vehicle
heat exchanger
duct
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/050083
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English (en)
Inventor
Frédéric Vacca
Thomas NORÉ
Régine Haller
Laetitia Clemaron
Maël BRIEND
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • B60K11/085—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor with adjustable shutters or blinds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the invention relates to a front module for a motor vehicle and a method of defrosting a heat exchanger of such a front-end module.
  • the invention also relates to a vehicle comprising such a front-end module.
  • a front-facing module of a vehicle comprises at least one external air opening, an air channel which connects the outside air opening to the engine compartment of the vehicle, at least one heat exchanger arranged in the air channel. air and adapted to be traversed by the flow of outside air.
  • the heat exchanger is adapted to be used selectively to cool the air or heat the airflow according to the needs of the vehicle.
  • the front-end module includes a motor-fan unit disposed in the air channel.
  • the front modules for a conventional motor vehicle are designed to exploit the outside air as a low temperature reservoir, particularly in view of cooling the internal combustion engine, the passenger compartment of the vehicle, a vehicle battery and / or the vehicle. charge air supplied to the internal combustion engine as well as exploiting the outside air as a heat sink in the case of heat pumps.
  • the flow of outside air circulating through the corresponding heat exchangers of the front-panel module is possible thanks to the dynamic pressure at the front of the vehicle.
  • the front panel module also has a fan that ensures sufficient fresh air flow through the heat exchangers, especially when the vehicle is moving little or is stopped.
  • an air conditioning system To cool the interior of the vehicle, or the passenger compartment, an air conditioning system is usually provided, while, in order to heat the interior of the vehicle, in the case of vehicles driven exclusively by an internal combustion engine, it is usually used lost heat from the engine.
  • the engine In the case of hybrid or electric vehicles, there is much less heat lost by the drive motor, and therefore this waste heat is insufficient for satisfactory heating of the passenger compartment.
  • Alternative electric heating of the vehicle interior has been very energy-intensive and has a serious adverse effect on the overall energy requirements of the motor vehicle.
  • the air conditioning circuit For heating the passenger compartment of hybrid or electric vehicles, it has therefore already been proposed to use the air conditioning circuit reversibly so that the air conditioning system can also be used as a heat pump to heat the interior of the vehicle. vehicle.
  • the heat exchanger in the front-end module of the vehicle is therefore used as a condenser for cooling the passenger compartment by yielding enthalpy to the ambient air, and as an evaporator in heat pump mode and during this process. process, extracts heat energy to warm the cabin from outside air by drawing enthalpy from the ambient air.
  • the heat pump mode of the air conditioning system quickly causes unwanted icing of the heat exchanger acting as a refrigerant evaporator, ie acting as an airflow cooler by drawing enthalpy from the ambient air.
  • the air condensates freeze because of the low temperatures, as a result of which the heating performance of the heat pump mode falls.
  • vehicle air conditioning systems which have a mode of operation for defrosting the heat exchanger in the front panel module have already been developed.
  • efficient defrosting of the heat exchanger is too complex in the case of adverse weather conditions, namely wet and cold.
  • the heating performance of the vehicle air conditioning system is greatly reduced during the defrosting of the heat exchanger.
  • the object of the invention is therefore to provide a vehicle front-end module which improves the efficiency of the heat pump mode of the air-conditioning system of the vehicle in a simple manner without deteriorating the efficiency of the cooling mode of the air-conditioning system.
  • air conditioner proposes a front-end module for a motor vehicle comprising a heat block comprising at least one heat exchanger and a motor-fan unit characterized in that a first set of rotating flaps and a second set of rotating flaps are arranged on either side of the thermal block.
  • the first flap assembly allows the flow of air to access or not the thermal block while the second set of flap can return or not the air flow to the thermal block .
  • the heat exchanger covered with frost will be traversed by a flow of hot air leading to melting ice.
  • the circuit, or conduit, closed then has the objective once the defrosted heat exchanger, to evacuate this water trapped in the spacers of the heat exchanger by a recirculation of the air flow within the module front side.
  • the front module for a motor vehicle comprises a first set of flaps arranged upstream, with respect to the flow of an air flow, at the heat block comprising at least one heat exchanger and a motor unit. fan and a second set of flaps arranged downstream, with respect to the flow of the air flow, the thermal block.
  • the flaps of the first set of flaps are configured to be actuated in rotation independently of the flaps of the second set of flaps;
  • the thermal block, the first and second sets of flaps are arranged in a duct configured to channel a flow of air;
  • the conduit comprises an opening arranged between the first and second sets of flaps, the front face module further comprising a drainage flap adapted to close at least partially said opening;
  • the drain flap is arranged at the lowest point of the front panel module when the front panel module is mounted in the vehicle;
  • the second set of flaps arranged downstream of the thermal block with respect to the flow of an air flow, has two subassemblies of flaps, the axes of rotation of the flaps for each subassembly being aligned in a plane, the plane of alignment of the axes of rotation of the flaps of a subset being distinct from the plane of alignment of the axes of rotation of the flaps of the other subassembly;
  • the first and second sets of shutters are of different shapes
  • a single actuator controls the first set of flaps and the drain flap.
  • the invention also relates to a method for de-icing a heat exchanger of a front-face module as described above comprising the following steps:
  • - Defrosting step Activation of the motor-fan unit and maintains the two sets of flaps in the duct shut-off configuration
  • the vehicle control unit orders the actuators for each set of flaps to move the flaps in the closed position of the duct.
  • the front-end module during the transition step comprises the flaps of the flap assemblies in an intermediate position between the opening configuration and the shutter configuration of the duct.
  • the drainage flap remains closed during this stage.
  • the fan motor unit can be activated during this step.
  • the two sets of flaps can be actuated concomitantly, that is to say simultaneously, or successively, namely a first set of flaps and the other.
  • the front panel module is arranged to allow the rotation of the flaps of the first set of flaps simultaneously or independently of the flaps of the second set of flaps.
  • the motor-fan unit is kept in operating condition so as to accelerate the evacuation of the condensates.
  • FIG. 1 illustrates a front panel module according to the invention in a schematic side view and in vertical section in a normal operating state
  • FIG. 2 illustrates a front-end module according to the invention in a schematic side view and in vertical section in the transition stage
  • FIG. 3 illustrates a front-end module according to the invention in a schematic side view and in vertical section in the deicing step
  • FIG. 4 illustrates a front-end module according to the invention in schematic side view and in vertical section in the condensate evacuation stage
  • FIG. 5 illustrates a schematic diagram of the method for de-icing a heat exchanger of a front-face module as described above.
  • upstream and downstream are defined with respect to the flow of the airflow FE entering the vehicle.
  • FIG. 1 illustrates a front face module 2 of a vehicle 1 according to normal operation, namely that there is no risk of icing.
  • the module front face 2 comprises a heat block 4 comprising a first heat exchanger 6 functioning as a condenser or an evaporator according to the needs of the vehicle.
  • the thermal block 4 may furthermore comprise a second heat exchanger 8 functioning as a radiator, located either upstream or downstream of said heat exchanger 6.
  • the heat block 4 also comprises a motor-fan unit 10, comprising an engine and a plurality of blades which are rotated to create a suction thereby allowing an airflow FE entering the vehicle to pass through the heat exchangers 6,8.
  • the airflow FE enters here in the face module 2 by an air inlet 12 arranged within the bodywork 14 of the vehicle 1 at the shell 16.
  • the vehicle can comprise two air inlets 12 arranged on either side of the bumper beam 18, or commonly called high and low lane of the vehicle 1, when the front panel module 2 is mounted on the vehicle.
  • the invention is not limited to the number of air inlets 12, there may be one, two or more.
  • the front panel module 2 may further comprise a conduit 20 for channeling the airflow FE.
  • the conduit 20 corresponds to an air guide comprising a set of walls that directs the air flow FE of the air inlet 12 to the thermal block 4 at a minimum so that the entire flow of air FE air entering through the air inlet 12 is oriented towards the heat block 4 thus improving the heat exchange.
  • the conduit 20 is for example a sheath made of a flexible material including elastomeric material or thermoplastic elastomer.
  • the conduit 20 is for example formed of EPDM material (ethylene-propylene-diene monomer), SEBS (polystyrene-b-poly (ethylene-butylene) -b-polystyrene), PA-6 (Polyamide 6) loaded or not with glass and / or carbon, PP (polypropylene) filled EPDM, organosheet, or PP (polypropylene) filled with glass fibers and / or carbon.
  • the heat block 4, the first and second set of flaps 22, 24 are arranged in the conduit 20 configured to channel the air.
  • the duct 20 may be mounted on a carrier structure of the front face module of the vehicle ("carrier” or “bolster” in English), generally related to the wings and the longitudinal members of the vehicle, and the shield or bodywork 14 of the vehicle in which is mounted according to the type of vehicle, the conduit 20 may be alternately mounted on a structural nozzle of the front-end module, the structural nozzle supporting the thermal block 4 of the vehicle.
  • the conduit 20 may itself comprise a carrier frame configured to maintain the thermal block 4.
  • the front face module 2 further comprises a first set 22 of flaps 23 and a second set 24 of flaps 23 arranged on either side of the thermal block 4.
  • Each flap 23 is rotatable around an axis of rotation and is configured to move from a so-called opening configuration of the duct 20 where each flap 23 opposes as little as possible to the passage of the airflow FE to a so-called closing or closing configuration of the duct 20 where each flap 23 opposes the maximum flow of the air flow FE.
  • the flaps 23 of the first set 22 of flaps 23 are configured to be actuated in rotation independently of the flaps 23 of the second set 24 of flaps 23.
  • the assemblies 22, 24 of flaps 23 are in the open configuration of the duct 20, namely that the flaps 23 are oriented horizontally, when the front panel module 2 is installed in the vehicle, so that a maximum airflow can flow through the heat exchangers 6,8.
  • the assemblies 22, 24 of flaps 23 are in the closed configuration of the duct 20, namely that the flaps 23 are oriented vertically for the first set 22 of flaps 23 and are inclined by vertical ratio for the second set 24 flaps 23, when the front panel module 2 is installed in the vehicle.
  • the flap assemblies 22, 24 are arranged to close the duct and to limit the flow of the air flow FE to the interior space of the duct situated between the two sets of flaps. 22.24.
  • flaps 23 can adopt any intermediate position as shown in Figure 2.
  • the axes of rotation of the flaps 23 are parallel to each other.
  • the rotations applied to all the flaps 23 in the same set 22 of flaps 23 or the same subset 24a, 24b of flaps 23 are all rotations along the same axis, with a translation close.
  • the flaps 23 are for example formed of slats pivotally mounted transversely so as to form a blind.
  • the inclination of the flaps 23 can be controlled between a vertical or inclined closure position, when the front face module 2 is mounted in the vehicle 1, blocking the passage of the air flow FE and several intermediate positions to a position horizontal opening, when the front panel module 2 is mounted in the vehicle, where a maximum air flow can flow through the heat exchangers 6.8.
  • the flaps 23 may be arranged on a support frame, or on a panel, corresponding to a frame with two longitudinal sides and two lateral sides for a given thickness having bearings to carry the flaps 23.
  • the sets 22, 24 flaps 23 are arranged so that the flaps 23 cover the entire inner surface of the support frame by cooperation when the sets 22,24 flaps 23 are in position, or configuration, shutter.
  • the assemblies 22, 24 flaps 23 are arranged on either side of the thermal block.
  • the front panel module 2 for a motor vehicle 1 comprises a first set 22 of flaps 23 arranged upstream of the heat block 4 while the second set 24 of flaps 23 is arranged downstream, with respect to the flow of the stream.
  • air FE thermal block 4.
  • the first set 22 of flaps 23 arranged upstream of the heat block 4 allows in particular to close the duct 20 to accelerate the rise in temperature of the heat exchangers 6.8 in the heating phase, thus reducing the consumption of the vehicle 2 while reducing the drag coefficient of the vehicle since less air enters the engine compartment.
  • the second set 24 of shutters 23 arranged downstream of the heat block 4 makes it possible to return the air flow FE, having passed through the motor-fan unit 10, in the direction of the heat exchanger 6, 8 which is particularly useful for the efficiency of the heat pump mode. Indeed, it is thus possible to return a flow of hot air (airflow FE having passed through the radiator) towards the first heat exchanger 6 which will have the effect of deicing the latter. Furthermore, the implementation of a second set 24 flaps 23 downstream of the heat block 4 causes a return of hot air very turbulent. This turbulence will have the effect of breaking the ice, or frost, thus improving the defrosting of the first heat exchanger 6.
  • the FE airflow having passed through the fan motor unit 10 when arriving at the second set 24 of shutters 23 in the shutter configuration is redirected or redirected towards the motor-fan unit 10 and the heat exchangers 6.8, in other words, the airflow FE performs a 360 ° turn to return to the part of the duct 20 where the heat exchangers 6, 8 are arranged. It is also possible to envisage, according to a second possible defrosting mode, to circulate within the first heat exchanger 6 having frosted, that is to say the evapo-condenser, a refrigerant heated by the air conditioning system of the vehicle.
  • the first heat exchanger 6 operates as a condenser.
  • the air flow FE having passed through the heat exchanger 6 becomes more hot and is returned by the arrangement of the assemblies 22, 24 flaps 23 to the first heat exchanger 6.
  • the frost present on the first heat exchanger 6 is converted into water, returning heated and turbulent air flow FE allows to evacuate the water via an opening 28 to be described later.
  • the front panel module 2 may comprise a first set 22 of flaps 23 with a single flap support which extends over the entire inner surface of the duct 20 as illustrated in FIG. 1.
  • the first set 22 of shutters 23 may comprise two flap supports 23, each being arranged at a specific air inlet 12.
  • a first flap support 23 is assigned to said high track and the second flap support 23 is assigned to said lower track, the two flap supports 23 being separated by the bumper beam 18.
  • the second set 24 of shutter 23 is configured to return the air flow FE, having passed through the motor-fan unit 10, towards the heat exchanger 6.8 when the flaps 23 are in the shutter configuration of the duct 20.
  • the second set 24 flaps 23 preferably has a deflection means of the FE airflow.
  • it may be effective to arrange the flaps 23 so that, when the second set 24 of flaps 23 is in a closed configuration of the duct 20, they have a sealing surface of the duct 20 inscribed in two secant planes, so distinct.
  • the flaps 23 of the second set 24 of flaps 23 draw a V in cooperation with each other, the V is such that the point of intersection of the two segments, or intersecting planes, is located at mid-height of the duct 20 when the front panel module 2 is installed in the vehicle.
  • the second set 24 of shutters 23 comprises two subassemblies 24a, 24b of shutters 23 with the axes of rotation of the flaps 23 being parallel to each other for each subassembly 24a. , 24b.
  • the axes of rotation of the flaps 23 of the first subassembly 24a are aligned in a first plane (P1)
  • the axes of rotation of the flaps 23 of the second subassembly 24b are aligned in a second plane (P2). which is distinct from the foreground (P1).
  • the flaps 23 of the subassembly 24a define a first shutter surface defined in a first plane (P1) while flaps 23 of the other subassembly 24b define a second shutter surface defined in a second plane (P2) which is distinct from the first plane (P1) as illustrated in FIG. 3.
  • a sealing element 25, such as an additional flap or a lip overmolded on one of the flaps 23, can be used to make the connection between the two parts. -sets 24a, 24b. It is therefore understood that the first and second sets 22, 24 of flaps 23 are of different shape and size.
  • FIG. 3 is a diagrammatic representation of an XYZ trihedron in which the longitudinal axis X of the front-face module 2 corresponds to the front / rear longitudinal axis of the vehicle.
  • the transverse axis Y of the front-face module 2 corresponds to the transverse right / left axis of the vehicle, and the vertical axis Z of the front-face module 2 corresponds to the vertical axis up / down of the vehicle when the module of front face 2 is installed in the vehicle, each axis being perpendicular to each other.
  • the first Heat exchanger 6 is inscribed in a plane YZ defined here by the transverse and vertical axes.
  • the flaps 23 of the first set 22 of flaps 23 are positioned in a plane parallel to that of the heat exchanger 6, also defined by the axes YZ when they are in the shutter configuration.
  • the flaps 23 of the subassemblies 24a, 24b of flaps 23 are positioned in two distinct secant planes which are not parallel to that of the heat exchanger 6.
  • the assemblies 22, 24 of flaps 23 may be of identical construction, namely of the same dimension, with the same number of flaps arranged in the same configuration and orientation, in other words in the same parallel plane. to that of the heat exchanger 6.
  • the second set 24 of flaps 23 preferably has a deflection means FE airflow, such as blades or scoops, to redirect the airflow FE towards the thermal block 4 when the second set 24 of shutters 23 is in the closed configuration of the conduit 20.
  • the V arrangement of the second set 24 flaps 23 therefore also corresponds to a deflection means.
  • the flaps 23 of the first subassembly 24a pivot in a direction of rotation, here in the direction of clockwise, or clockwise, while the flaps 23 of the second subassembly 24b are movable. in rotation in the direction of rotation opposite the first subassembly 24a, here in the counterclockwise direction.
  • the flaps 23 of the first subassembly 24a can be configured to be rotated simultaneously with the flaps 23 of the second subassembly 24b.
  • the flaps 2 of the first subassembly 24a can be configured to be actuated in rotation independently of the flaps 23 of the second subassembly 24b.
  • the front face module 2 further comprises a drainage flap 26 arranged within the duct 20.
  • the duct 20 comprises an opening 28 which can be closed by the drainage flap 26.
  • the drainage flap 26 partially forms a wall of the conduit 20.
  • the opening 28 of the conduit 20 is arranged between the first and the second assemblies 22, 24 of flaps 23, in particular at the level of the heat block 4 as illustrated in FIG.
  • the drainage flap 26 is arranged at the lowest point of the front-face module 2, for example below the heat block 4, when the front-face module 2 is mounted in the vehicle 1.
  • the opening 28 corresponds to a liquid discharge orifice allowing the condensates 30 coming from the heat exchangers 6, 8, in particular during the defrosting stage of the evaporator 6, or else to rainwater and slush water. to flow out of the conduit 20 and thus the front panel module 2.
  • the water can not stagnate, making it possible to avoid any bad smell near the structure, and in particular in the trunk when it is in front of the motor vehicle, which is often the case for a vehicle. electric vehicle.
  • the drainage flap 26 corresponds to a flag flap comprising an axis of rotation and a wing.
  • the invention is not limited to the nature of the flap, the drainage flap may correspond to a butterfly flap, a drum flap or a sliding flap.
  • the front face module comprises a single actuator driving the first set 22 of flaps 23 and the drainage flap 26.
  • the actuator may for example comprise a mechanism such as a cam with a pin for the assembly 22 flaps 23, the pin moving a rod which will cause the rotation of all the flaps 23 simultaneously and a pin for controlling the pivoting of the drainage flap 26.
  • the cam may for example comprise a race to open or close the first set 22 flaps 23 during normal operation of the vehicle 1, and overtravel, or an additional stroke, to open the drain flap 26 during a defrosting operation of the evaporator 6 of the front panel module 2.
  • FIG. 5 schematically illustrates the process for discharging the condensates during a defrosting operation of the first heat exchanger 6 of the module Front face 2.
  • Step 101 corresponds to a normal or usual operating state of the vehicle 1 and the front-end module 2 of the vehicle, as illustrated in FIG. 1, namely that the weather conditions are not too unfavorable, that is to say to say the outside atmosphere is not too wet and cold.
  • the first set 22 of flaps 23 is in the open or closed configuration of the duct 20 according to the needs of the vehicle while the second set 24 of flaps 23 will remain in the opening configuration of the duct 20.
  • an icing or humidity sensor arranged at the first heat exchanger will send a control to the Electronic Control Unit (ECU) of the vehicle 1 which will initiate the deicing process as described below.
  • the method according to the invention for de-icing a heat exchanger of a front-face module as described above comprises the following steps:
  • a transition step 102 in which the ECU orders the actuators for each set 22,24 flaps 23 to move the flaps 23 in the closed position of the conduit 20.
  • the front face module 2 during the transition step 102 is as shown in Figure 2, including the flaps of the sets 22, 24 of flaps 23 in an intermediate position between the opening configuration and the shutter configuration of the conduit 20.
  • the drainage flap 26 remains closed during this step.
  • the fan motor unit 10 can be activated during this step.
  • the two sets 22, 24 flaps 23 can be operated concomitantly, that is to say simultaneously, or successively, namely a first set of flaps 23 and the other.
  • the front face module 2 is arranged to allow the flaps 23 of the first set 22 of flaps 23 to be rotated simultaneously or independently of the flaps 23 of the second set 24 of flaps 23.
  • a defrosting step 103 as illustrated in FIG. 3, in which the two sets 22, 24 of flaps 23 are in the closed configuration of the duct 20. The flaps 23 are held in this closed position of the duct 20.
  • the group motor fan 10 must be in operation, namely that the blades must be rotated during this step to ensure recirculation of air.
  • the airflow FE having passed through the heat block 4, is directed by the duct 20 to the second set 24 of flaps 23 comprising two subassemblies 24a, 24b of flaps 23.
  • the second set 24 flaps 23 by its V-shaped, or in other words, with two walls inclined in the conduit 20 and which meet sealingly at half-height of the conduit, relative to the vertical Z when the front panel module 2 is installed in the vehicle 1, can redirect the airflow FE to the heat exchanger 6.8.
  • the drainage flap 26 remains closed during this stage.
  • the airflow FE being returned to the first heat exchanger 6, defrosts the surface of this evaporator 6.
  • a condensate evacuation step 104 in which the drainage flap 26 passes into the open position of the duct 20 in order to clear the opening 28 and that the condensates 30 can flow through the opening 28.
  • the motor-fan unit 10 can be extinguished the blades no longer rotating, in this case the condensates 30 are evacuated by the force of gravity.
  • the motor-fan unit 10 can also remain in operation so as to accelerate the evacuation of the condensates 30.
  • the sets 22, 24 of flaps 23 are held in the shut-off configuration of the duct 20.
  • a reopening step 105 in which the drainage flap 26 returns to the closed position of the opening 28 while the first and second sets 22, 24 flaps 23 adopt an opening configuration of the conduit 20 to end up in an operating configuration as previously described step 101.
  • the invention also relates to a vehicle comprising such a front panel module as described above. It should be understood, however, that these exemplary embodiments are given by way of illustration of the object of the invention. The invention is not limited to these embodiments described above and provided solely by way of example. It encompasses various modifications, alternative forms and other variants that may be considered by those skilled in the art within the scope of the present invention and in particular any combination of the various embodiments described above.

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Abstract

L'invention concerne un module de face avant (2) pour véhicule automobile comprenant un bloc thermique (4) comprenant au moins un échangeur de chaleur (6,8) et un groupe moto-ventilateur (10). Selon l'invention, un premier ensemble (22) de volets (23) mobiles en rotation et un deuxième ensemble (24) de volets (23) mobiles en rotation sont agencés de part et d'autre du bloc thermique (4). L'invention concerne également un procédé pour dégivrer un échangeur de chaleur (6,8) d'un module de face avant (2) tel que décrit.

Description

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

Claims

REVENDICATIONS
1. Module de face avant (2) pour véhicule automobile comprenant un bloc thermique (4) comprenant au moins un échangeur de chaleur (6,8) et un groupe moto-ventilateur (10) caractérisé en ce qu’un premier ensemble (22) de volets (23) mobiles en rotation et un deuxième ensemble (24) de volets (23) mobiles en rotation sont agencés de part et d’autre du bloc thermique (4).
2. Module de face avant (2) selon la revendication 1 , dans lequel les volets (23) du premier ensemble (22) de volets (23) sont configurés pour être actionné en rotation de manière indépendante des volets (23) du deuxième ensemble (24) de volets (23).
3. Module de face avant (2) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le bloc thermique (4), le premier et deuxième ensembles (22,24) de volets (23) sont agencés dans un conduit (20) configuré pour canaliser un flux d’air (FE).
4. Module de face avant (2) selon la revendication 3, dans lequel le conduit (20) comprend une ouverture (28) agencée entre le premier et le deuxième ensembles (22,24) de volets (23), le module de face avant (2) comprenant en outre un volet de drainage (26) apte à obturer au moins partiellement ladite ouverture (28).
5. Module de face avant (2) selon la revendication 4, dans lequel le volet de drainage (26) est agencé au point le plus bas du module de face avant (2) lorsque le module de face avant (2) est monté dans le véhicule (1 ).
6. Module de face avant (2) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel le deuxième ensemble (24) de volets (23), agencé en aval du bloc thermique (4) par rapport à l’écoulement d’un flux d’air (FE), présente deux sous-ensembles
(24a, 24b) de volets (23), les axes de rotation des volets (23) pour chaque sous-ensemble (24a, 24b) étant alignés dans un plan, le plan d’alignement des axes de rotation des volets (23) d’un sous-ensemble (24a) étant distinct du plan d’alignement des axes de rotation des volets (23) de l’autre sous- ensemble (24b).
7. Module de face avant (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les premier et deuxième ensembles (22,24) de volets (23) sont de formes différentes.
8. Module de face avant (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un seul actionneur pilote le premier ensemble (22) de volets (23) et le volet de drainage (26).
9. Procédé pour dégivrer un échangeur de chaleur (6,8) d’un module de face avant (2) selon l’une des revendications 4 à 8 comprenant les étapes suivantes :
Etapes de transition (102) : Actionnement du premier et du deuxième ensemble (22,24) de volets (23) en configuration d’obturation du conduit
(20) ;
- Etape de dégivrage (103) : Activation du groupe moto-ventilateur (10) et maintient des deux ensembles (22,24) de volets (23) en configuration d’obturation du conduit (20) ;
- Etape d’évacuation des condensats (104) : Actionnement du volet de drainage (26) en configuration d’ouverture de l’ouverture (28) du conduit (20). 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel lors de l’étape d’évacuation des condensats (104), le groupe moto-ventilateur (10) est maintenu en état de fonctionnement de manière à accélérer l’évacuation des condensats (30).
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