Domaine technique

[0001] L’invention se rapporte à un module de refroidissement pour véhicule automobile, de préférence pour véhicule automobile électrique, à turbomachine tangentielle. L’invention vise également un véhicule automobile muni d’un tel module de refroidissement.

Technique antérieure

[0002] Un module de refroidissement (ou module d’échange de chaleur) d’un véhicule automobile comporte classiquement au moins un échangeur thermique et un dispositif de ventilation adapté à générer un flux d’air au contact du au moins un échangeur thermique. Le dispositif de ventilation permet ainsi, par exemple, de générer un flux d’air au contact de l’échangeur thermique, à l’arrêt du véhicule.

[0003] Dans les véhicules automobiles à moteur thermique classiques, le au moins un échangeur thermique est de forme sensiblement carrée, le dispositif de ventilation étant alors un ventilateur à hélice dont le diamètre est sensiblement égal au côté du carré formé par l’échangeur thermique.

[0004] Classiquement, l’échangeur thermique est alors placé en regard d’au moins deux baies de refroidissement, formées dans la face avant de la carrosserie du véhicule automobile. Une première baie de refroidissement est située au-dessus du pare-chocs tandis qu’une deuxième baie est située au-dessous du pare-chocs. Une telle configuration est préférée car le moteur thermique doit également être alimenté en air, l’admission d’air du moteur étant classiquement située dans le passage du flux d’air traversant la baie de refroidissement supérieure.

[0005] Cependant, les véhicules électriques sont de préférence munis uniquement de baies de refroidissement situées sous le pare-chocs, de préférence encore d’une unique baie de refroidissement située sous le pare-chocs.

[0006] En effet, le moteur électrique n’a pas besoin d’être alimenté en air. Et la diminution du nombre de baies de refroidissement permet d’améliorer les caractéristiques aérodynamiques du véhicule électrique. Ceci se traduit également par une meilleure autonomie et une plus grande vitesse de pointe du véhicule automobile.

[0007] Dans ces conditions, la mise en oeuvre d’un module de refroidissement classique apparait peu satisfaisante. En effet, une grande partie des échangeurs thermiques ne sont plus correctement refroidis par le flux d’air provenant uniquement de la ou des baies de refroidissement inférieure/s.

[0008] Un but de l’invention est de proposer un module de refroidissement pour véhicule automobile, préférentiellement pour véhicule automobile électrique ne présentant pas au moins certains des inconvénients susmentionnés.

Résumé

[0009] A cet effet, il est proposé un module de refroidissement pour véhicule automobile, de préférence à moteur électrique, comprenant au moins un échangeur thermique, au moins une turbomachine tangentielle apte à créer un flux d’air au contact dudit au moins un échangeur thermique, et une pièce d’entrée d’air conformée pour faire entrer un flux d’air dans le module et pour guider ledit flux d’air au moins jusqu’audit au moins un échangeur thermique.

[0010] Ainsi, avantageusement, le ou les échangeurs thermiques présente/nt des dimensions adaptées pour n’être refroidi/s qu’au moyen d’une ou plusieurs baies de refroidissement inférieures. En outre, la turbomachine tangentielle permet de créer un flux d’air à travers le ou les échangeurs thermiques avec un bien meilleur rendement que si un ventilateur à hélice était mis en oeuvre.

[0011] De surcroît, la pièce d’entrée d’air assure une meilleure étanchéité du module de refroidissement, améliorant de ce fait les performances de celui-ci.

[0012] De plus, la pièce d’entrée permet une adaptation du module de refroidissement aux dimensions de la baie de refroidissement d’une part et aux dimensions de l’échangeur thermique d’autre part.

[0013] Selon un autre aspect, la pièce d’entrée d’air comprend une entrée d’air et une paroi de guidage d’air entre ladite entrée d’air et ledit au moins un échangeur thermique. [0014] Selon un autre aspect, dans une position installée du module de refroidissement dans le véhicule, la paroi de guidage présente une forme convergente dans un plan horizontal depuis l’entrée d’air vers ledit au moins un échangeur thermique.

[0015] Selon un autre aspect, dans une position installée du module de refroidissement dans le véhicule, la paroi de guidage présente une forme divergente dans un plan vertical depuis l’entrée d’air vers ledit au moins un échangeur thermique.

[0016] Selon un autre aspect, la pièce d’entrée d’air présente une profondeur comprise entre 10 cm et 30 cm.

[0017] Selon un autre aspect, la pièce d’entrée d’air présente une profondeur comprise entre 15 cm et 20 cm.

[0018] Selon un autre aspect, le module comprend un carénage pour loger ledit au moins un échangeur thermique.

[0019] Selon un autre aspect, le carénage présente une profondeur comprise entre 10 cm et 20 cm.

[0020] Selon un autre aspect, le carénage présente une profondeur comprise entre 10 cm et 15 cm.

[0021] Selon un autre aspect, le module comprend un boîtier de logement de ladite au moins une turbomachine tangentielle, dont une profondeur est comprise entre 10 cm et 20 cm.

[0022] L’invention a également pour objet un véhicule automobile, comprenant une carrosserie, un pare-chocs et un module de refroidissement tel que décrit précédemment, la carrosserie définissant au moins une baie de refroidissement disposée sous le pare-chocs, le module de refroidissement étant disposé en regard de la au moins une baie de refroidissement.

Brève description des dessins

[0023] D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront encore 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 : Fig. 1

[0024] [Fig. 1] représente schématiquement la partie avant d’un véhicule automobile, vu de côté.

Fig. 2 [0025] [Fig. 2] est une vue en perspective d’une partie de la face avant de la figure

1 , comprenant un module de refroidissement selon un mode de réalisation.

Fig. 3

[0026] [Fig. 3] est une vue en perspective du module de refroidissement de la figure

2. Fig. 4

[0027] [Fig. 4] est une vue de côté du module de la figure 3.

Fig. 5

[0028] [Fig. 5] est une vue en perspective partiellement éclatée du module de la figure 3. Description des modes de réalisation

[0029] On note que, dans le mode de réalisation illustré, la turbomachine fonctionne en aspiration, c'est-à-dire qu’elle aspire l’air ambiant pour le conduire au contact des différents échangeurs thermiques, comme il va être détaillé. Alternativement, cependant, chaque turbomachine fonctionne par soufflage, soufflant l’air vers les différents échangeurs thermiques.

[0030] La figure 1 illustre de manière schématique la partie avant d’un véhicule automobile 10 pouvant comporter un moteur électrique 12. Le véhicule 10 comporte notamment une carrosserie 14 et un pare-chocs 16 portés par un châssis (non représenté) du véhicule automobile 10. La carrosserie 14 définit une baie de refroidissement 18, c'est-à-dire une ouverture à travers la carrosserie 14. La baie de refroidissement 18 est ici unique. Cette baie de refroidissement 18 se trouve en partie basse de la face avant 14a de la carrosserie 14. Dans l’exemple illustré, la baie de refroidissement 18 est située sous le pare-chocs 16. Une grille 20 peut être disposée dans la baie de refroidissement 18 pour éviter que des projectiles puissent traverser la baie de refroidissement 18. Un module de refroidissement 22 est disposé en vis-à-vis de la baie de refroidissement 18. La grille 20 permet notamment de protéger ce module de refroidissement 22.

[0031] Sur les figures 1 à 5, une première direction, notée X, correspond à une direction longitudinale du véhicule. Elle correspond également à 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.

[0032] Sur les figures 1 à 5, le module de refroidissement selon la présente invention est illustré dans une position fonctionnelle, c’est-à-dire quand il équipe un véhicule automobile.

[0033] Le module de refroidissement 22 comprend au moins un échangeur thermique. Sur les figures 2 à 5, le dispositif de ventilation 1 comprend trois échangeurs thermiques 24, 26, 28. Il pourrait toutefois en comporter plus ou moins suivant le design souhaité.

[0034] Sur le mode de réalisation illustré, chacun des échangeurs thermiques présente une forme générale parallélépipédique déterminée par une longueur, une épaisseur et une hauteur. La longueur s’étend le long de la direction Y, l’épaisseur le long de la direction X et la hauteur dans la direction Z.

[0035] Le module de refroidissement 22 comprend également au moins un ventilateur tangentiel, aussi nommé turbomachine tangentielle ci-après, qui aspire un flux d’air F à destination des échangeurs de chaleur 24, 26, 28. Sur le mode de réalisation illustré, le module de refroidissement comprend une turbomachine 30. Le module de refroidissement peut toutefois comporter plusieurs turbomachines 30 pouvant être disposées dans des configurations variées (non décrites dans cette demande).

[0036] La turbomachine tangentielle 30 comprend un rotor ou turbine 32 (ou hélice tangentielle). La turbine a une forme sensiblement cylindrique. La turbine comporte avantageusement plusieurs étages de pales (ou aubes), non illustrées. La turbine est montée rotative autour d’un axe de rotation A, par exemple parallèle à la direction Y.

[0037] La turbomachine 30 est logée dans un boîtier 34 comprenant une sortie 36 formant sortie d’air du module 22.

[0038] Comme il ressort également des figures, le module de refroidissement 22 comprend une pièce d’entrée d’air 38 conformée pour faire entrer un flux d’air F dans le module 22 et pour guider ledit flux d’air F au moins jusqu’aux échangeurs thermiques 24, 26 et 28.

[0039] Le module de refroidissement 22 comprend aussi un boîtier ou carénage 40 formant un canal interne d’air. Le carénage 40 permet de loger au moins les échangeurs thermiques 24, 26, 28.

[0040] La pièce d’entrée 38 est solidaire du carénage 40 et du boîtier 34. La pièce d’entrée 38 et le carénage 40 pourraient également composer une seule pièce unique.

[0041] La pièce d’entrée 38 est maintenant détaillée.

[0042] Comme illustré sur les figures 2 à 4, la pièce d’entrée 38 comprend une entrée 42. L’entrée 42 forme l’entrée du module de refroidissement 22.

[0043] La pièce d’entrée 38 comprend également une paroi 44 de guidage d’air. La paroi 44 est conformée pour guider le flux d’air F entre l’entrée 42 d’air et les échangeurs de chaleur 24, 26, 28.

[0044] L’entrée d’air 42 est disposée dans la baie de refroidissement 18 en étant de préférence hermétiquement raccordée à la calandre Cal.

[0045] L’entrée 42 est avantageusement munie d’une grille 46 de protection des échangeurs. La grille peut être munie de volets montés mobiles ou fixes.

[0046] La paroi de guidage 44 est composée par une paroi supérieure 48, une paroi inférieure 50 et deux parois latérales 52 s’étendant entre l’entrée d’air 42 et le carénage 40.

[0047] L’ensemble des parois supérieure 48, inférieure 50 et latérales 52 assure que la paroi de guidage 44 forme un canal étanche entre l’entrée d’air 42 et le carénage 40. [0048] Comme particulièrement visible sur la figure 5, la paroi de guidage 48 présente une forme convergente dans un plan horizontal (X, Y) depuis l’entrée d’air 42 vers les échangeurs 24, 26, 28.

[0049] Autrement dit, une longueur L1 de la paroi supérieure 48 au niveau de l’entrée d’air 42 est supérieure à une longueur L2 de la paroi supérieure 48 au niveau du carénage 40.

[0050] De même, une longueur L1 de la paroi inférieure 50 au niveau de l’entrée d’air 42 est supérieure à une longueur L2 de la paroi inférieure 50 au niveau du carénage 40.

[0051] La longueur L1 correspond à la longueur de l’entrée d’air 42, tandis que la longueur L2 correspond à la longueur du carénage 40.

[0052] Comme particulièrement visible sur la figure 4, la paroi de guidage présente une forme divergente dans un plan vertical (X, Z) depuis l’entrée d’air 42 vers les échangeurs thermiques 24, 26, 28.

[0053] Autrement dit, une hauteur H1 des parois latérales 52 au niveau de l’entrée d’air 42 est inférieure à une hauteur H2 des parois latérales 52 au niveau du carénage 40.

[0054] Cette configuration convergente-divergente assure que la pièce d’entrée 38 constitue une interface adaptative entre l’entrée d’air 42 et le carénage 40. Ainsi, grâce à la pièce d’entrée 38, on peut prévoir une grande entrée d’air et des échangeurs plus petits, sans augmenter les pertes de charge.

[0055] On fait référence maintenant à certaines dimensions du module de refroidissement 22, illustrées sur les figures 3 et 4.

[0056] La profondeur P de la pièce d’entrée 38 correspond à la distance (dans la direction X) entre l’entrée d’air 42 et le carénage 40. Avantageusement, la profondeur P est comprise entre 10 cm et 30 cm, en particulier entre 15 cm et 20 cm, de préférence entre 18,1 cm et 18,5 cm.

[0057] Le carénage présente quant à lui une profondeur P’ (dans la direction X) comprise entre 10 cm et 20 cm, avantageusement entre 10 cm et 15 cm, de préférence entre 13,5 cm et 14 cm. [0058] Le boîtier 34 présente une profondeur P” comprise entre 10 cm et 20 cm, avantageusement entre 15 cm et 20 cm, de préférence entre 15,5 cm et 16 cm. Une hauteur maximale H” du boîtier 48 est comprise entre 25 cm et 35 cm, avantageusement entre 28 cm et 32 cm, de préférence de l’ordre de 30 cm.

[0059] La longueur L2 quant à elle est comprise entre 65 cm et 75 cm, avantageusement entre 65 cm et 70 cm, de préférence entre 66 cm et 67 cm.

[0060] On note que carénage 40 comprend deux empreintes 54-1 , 54-2, 56-1 , 56- 2, 58-1 , 58-2 associées deux à deux respectivement à l’échangeur thermique 24, 26, 28. Les empreintes permettent d’améliorer l’étanchéité du module 22 et de maintenir chaque échangeur en position dans le carénage 40.

[0061] On note aussi que la sortie 36 du boîtier 48 est avantageusement munie d’une grille 76 (en pointillés sur la figure 4), afin de protéger le module 22 contre des projectiles qui, sans la grille, pourraient parvenir jusqu’à la turbomachine ou aux échangeurs thermiques.

[0062] Comme plus particulièrement visible sur la figure 4, le module de refroidissement 22 peut comporter un dispositif d’ouverture et/ou de fermeture. Ce dispositif peut se présenter sous différentes formes comme par exemple ous la forme d’une pluralité de volets 78 montés pivotants entre une position d’ouverture et une position de fermeture. La position d’ouverture est particulièrement avantageuse à vitesse élevée du véhicule, quand la turbomachine est à l’arrêt, tandis que la position de fermeture est avantageuse à faible vitesse du véhicule, quand la turbomachine fonctionne.

[0063] Sur le mode de réalisation illustré, les volets 78 sont montés parallèles à l’axe de rotation A de la turbomachine 30. Néanmoins, l’invention n’est pas limitée à cette configuration, et les volets 78 peuvent également être disposés perpendiculairement à l’axe A.

[0064] En position de fermeture, les volets 78 sont disposés dans un plan I (représenté par des pointillés sur la figure 4) formant un angle a non nul avec une direction Z’ opposée à la direction Z, de préférence compris entre 5 et 20°. Cet angle assure une distribution homogène de l’air sur les échangeurs de chaleur 24, 26, 28. [0065] On note que le carénage 40 est avantageusement réalisé à base de matière plastique, par exemple un polymère PP ou PA6, voire à base d’un ensemble de deux matériaux, un plastique rigide formant des armatures et une mousse disposée entre les armatures. [0066] On note également que le module de refroidissement 22 est avantageusement intégré à force dans la baie de refroidissement 18, un élément d’étanchéité, tel qu’un joint à lèvre et/ou de la mousse, pouvant être intégré entre l’entrée 42 et la baie 18.