Domaine technique de l’invention

Le domaine de la présente invention est celui des modules de refroidissement pour véhicule automobile, et plus particulièrement des dispositifs d’étanchéité destinés aux systèmes d’échange de chaleur de véhicules automobiles, notamment de véhicules hybrides ou électriques.

H est connu de prévoir dans les véhicules automobiles différents circuits de fluide réfrigérant ou caloporteur, afin de réaliser le refroidissement de différents composants du véhicule et notamment le moteur ou les batteries, et/ou pour former un circuit de refroidissement d’un système de chauffage, de climatisation et/ou de ventilation. Ces différents circuits de fluide sont amenés à traverser un ou plusieurs échangeurs de chaleur équipant le véhicule notamment en face avant du véhicule, de sorte que le fluide circulant dans l’échangeur puisse réaliser un échange thermique avec un flux d’air entrant par la face avant du véhicule.

De tels systèmes sont mis en œuvre aussi bien pour des véhicules à moteur thermique que pour des véhicules électriques ou hybrides. Dans les véhicules électriques ou hybrides, les moyens de motorisation électriques actuels font appel à des batteries de plus en plus puissantes pour améliorer les performances motrices et de confort du véhicule, tout en augmentant l’autonomie du véhicule. L’augmentation de la puissance des batteries doit s’accompagner de recherches sur des moyens de recharge rapide. On connaît des bornes de recharge rapide mettant en œuvre des puissances électriques supérieures à 50 kW. De telles puissances s’accompagnent néanmoins d’une dissipation thermique dans la batterie du véhicule, qui, si elle n’est pas évacuée, peut y provoquer des dommages irréversibles tels qu’une réduction de sa durée de vie ou une limitation de sa vitesse de charge.

Afin de prévenir de tels dommages, il est nécessaire de thermoréguler les batteries, et notamment de les refroidir. Dans ce but, les véhicules automobiles sont classiquement équipés de systèmes d’échange de chaleur capables de transférer des calories d’un fluide à un autre. Un conduit de ventilation permet de guider l’air entrant, froid, vers un ou des échangeurs de chaleur, lesquels peuvent être agencées dans un boitier d’encapsulage hermétiquement clos encapsulant aussi un groupe moto ventilateur (GMV).

Dans l’exemple de conditions particulières de charge rapide, le véhicule est à l’arrêt. Afin d’assurer un débit d’air suffisant pour permettre le refroidissement optimal de la batterie, le groupe moto ventilateur fonctionne à des vitesses élevées, générant de ce fait une forte surpression au sein du boitier. Une telle surpression est susceptible de provoquer d’une part la fuite d’air frais, c’est-à-dire le passage d’air à l’extérieur du boîtier sans passer par le ou les échangeurs, et le cas échéant une recirculation d’air chaud provenant de l’extérieur du boitier, ce qui a pour effet de réduire les performances thermiques.

Dans un autre exemple correspondant au cas où le véhicule est à grande vitesse, l’important débit d’air rentrant par le conduit de ventilation peut provoquer des fuites d’air entraînant une diminution du flux d’air passant par les échangeurs et donc une baisse de performances techniques.

Pour remédier, au moins partiellement, à ces inconvénients, des dispositifs d’étanchéité peuvent être mis en place dans le boitier d’encapsulage.

Exposé de l’invention

La présente invention concerne un module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un conduit de ventilation, un cadre support configuré pour permettre la fixation d’au moins un échangeur de chaleur et/ou d’un groupe moto-ventilateur, ledit cadre support comportant deux parois latérales et deux parois transversales définissant un cadre ouvert, ledit cadre support présentant également une face d’extrémité frontale agencée à venir en vis-à-vis avec une face d’extrémité arrière du conduit de ventilation, un joint d’étanchéité placé entre le conduit de ventilation et le cadre support, ledit joint d’étanchéité étant en appui sur au moins une des parois transversales du cadre support.

Une telle configuration permet d’assurer une bonne étanchéité entre le conduit de ventilation et le cadre support tout en assurant un bon positionnement lors du procédé d’assemblage du module de refroidissement. Le joint contribue au fait d’éviter les fuites d’air même en cas de vibrations ou translations d’un des composants du module.

Selon un aspect de l’invention, au moins une des parois transversales du cadre support comporte une première portion sensiblement plane venant en appui sur l’échangeur et/ou le groupe moto-ventilateur, et une deuxième portion présentant un profilé en L, cette deuxième portion étant configurée pour venir en appui contre le joint d’étanchéité de manière à assurer l’étanchéité entre le cadre support et le conduit de ventilation.

Selon un aspect de l’invention, le joint d’étanchéité se présente sous la forme d’un parallélépipède rectangle, lequel comprend quatre parois sensiblement planes.

Selon un aspect de l’invention, au moins la paroi supérieure du joint d’étanchéité possède une zone repliée, agencée pour venir en appui contre la deuxième portion de la paroi transversale.

Selon un aspect de l’invention, le profilé en L comporte une première surface et une deuxième surface, lesdites première et deuxième surfaces étant perpendiculaires l’une à l’autre de manière à former la forme en L du profilé, la zone repliée du joint d’étanchéité étant simultanément en appui avec la première surface et la deuxième surface.

La forme en L du profilé assure le bon positionnement du joint d’étanchéité lors de l’assemblage du module de refroidissement. Il permet de bloquer en place ledit joint et d’améliorer l’étanchéité du module au cours de la vie entière du véhicule automobile même en cas de fortes vibrations ou en cas de translations d’un ou plusieurs composants.

Selon un aspect de l’invention, la paroi inférieure du joint d’étanchéité possède une zone repliée, agencée pour venir en appui contre la deuxième portion de la paroi transversale.

La forme en L du profilé permet d’assurer une meilleure compression et donc une meilleure étanchéité. Le mode de réalisation dans lequel le joint d’étanchéité possède des zones repliées à la fois sur sa paroi supérieure que sur sa paroi inférieure permet d’encore améliorer cet effet.

Selon un aspect de l’invention, le joint d’étanchéité est formé dans un matériau déformable élastiquement.

L’utilisation d’un matériau déformable permet de faciliter l’insertion du joint dans le profilé en L du cadre support. Une meilleure compression peut également être obtenue et permettre ainsi d’obtenir une meilleure étanchéité du module de refroidissement. Selon un aspect de l’invention, le matériau déformable est de l’EPDM.

Selon un aspect de l’invention, le joint d’étanchéité est surmoulé sur la face d’extrémité arrière du conduit de ventilation.

Selon un aspect de l’invention, le joint d’étanchéité est clipsé sur la face d’extrémité arrière du conduit de ventilation.

Selon un aspect de l’invention, le joint d’étanchéité est vissé sur la face d’extrémité arrière du conduit de ventilation.

L’invention concerne également un système d’échange de chaleur pour véhicule automobile comprenant un module de refroidissement selon l’invention et dans lequel le cadre support est formé par deux joues latérales de l’échangeur formant les parois transversales, les deux parois latérales étant formées des deux boites collectrices dudit échangeur.

L’invention a également pour objet un système d’échange de chaleur pour véhicule automobile comprenant un module de refroidissement selon l’invention et dans lequel le cadre support est formé par la buse du groupe moto-ventilateur.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :

[Fig 1] est une vue schématique en perspective d’un module de refroidissement selon l’invention, un joint d’étanchéité étant placé entre un cadre support et un conduit de ventilation ;

[Fig 2] est une vue schématique en perspective d’un conduit de ventilation et d’un joint d’étanchéité selon l’invention ;

[Fig 3] est une vue schématique en perspective d’un échangeur, le cadre support selon l’invention étant formé des joues latérales et des boîtes collectrices dudit échangeur ;

[Fig 4] est une vue schématique en perspective d’un groupe moto-ventilateur, le cadre support étant formé par la buse dudit groupe moto-ventilateur ;

[Fig 5] est une vue en coupe d’un joint d’étanchéité selon l’invention en positionnement dans le cadre support de la figure 1 ;

[Fig 6] est une vue schématique en perspective du joint d’étanchéité selon les figures 1 ou 2 ;

[Fig 7] est une vue schématique d’une paroi du cadre support d’une des figures 1 à 4 ;

[Fig 8] est une vue en coupe du joint d’étanchéité de la figure 6 avant positionnement dans le cadre support.

Description détaillée

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

En référence à la figure 1, un module de refroidissement 100 selon l’invention, par exemple destiné à être placé en face avant d’un véhicule automobile, comprend une entrée d’air ou conduit de ventilation 1, un cadre support 2 dans lequel peuvent être reçus au moins un échangeur 4 et/ou un groupe moto-ventilateur 5 (non visibles sur la figure 1). Le module de refroidissement 100 comporte également un joint d’étanchéité 3 placé entre le conduit de ventilation 1 et le cadre support 2.

Dans le module de refroidissement 100, le conduit de ventilation 1 est configuré pour acheminer vers le ou les échangeurs 4, de l’air de refroidissement, par exemple capté à l’extérieur du véhicule automobile équipé du module de refroidissement 100, par exemple au niveau d’une calandre avant d’un tel véhicule automobile.

Le conduit de ventilation 1 présente une bouche d’aération 10 ouverte sur la face avant du véhicule automobile, permettant ainsi l’entrée de flux d’air frais qu’il redirige dans le module 100, vers l’échangeur de chaleur 4. Ce conduit de ventilation 1 présente, à une extrémité opposée à la bouche d’aération, une face d’extrémité arrière (non visible), amenée à être en vis-à-vis, dans la configuration fermée illustrée sur la figure 1, du cadre support 2.

Sur la figure 1, le cadre de support 2 comporte deux parois latérales 22 et deux parois transversales 23, qui définisse un cadre ouvert permettant de loger entre les parois un ou plusieurs échangeurs de chaleur 4 (représenté sur la figure 3) et/ou groupe moto-ventilateur 5 (représenté sur la figure 4). Sur les figures 3 et 4, une face d’extrémité frontale 24 du cadre de support 2 est définie comme étant la face destinée à être en vis-à-vis avec le conduit de ventilation 1, et plus particulièrement avec la face d’extrémité arrière de ce conduit de ventilation 1. C’est par cette face d’extrémité frontale 24 que, dans l’exemple illustré, l’air frais est amené à entrer dans le cadre 1 pour traverser le ou les échangeurs 4.

Comme indiqué précédemment, la figure 3 représente le cas où le cadre support 2 est formé par des composants de l’échangeur 4. Dans le cas présent, les parois transversales 23 sont formées par les joues latérales de l’échangeur 4, alors que les parois latérales 22 sont par exemple, formées par les boîtes collectrices dudit échangeur 4. Ainsi, lors de l’assemblage du module de refroidissement 100, le joint d’étanchéité 3 vient directement en appui sur l’échangeur 4 afin de réaliser l’étanchéité.

De la même manière, la figure 4, représente une alternative de réalisation, dans laquelle le cadre support 2 est formé par la buse du groupe moto-ventilateur 5. Ainsi, lors de l’assemblage du module 100, le joint d’étanchéité 3 vient directement en contact avec la buse du GMV. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque le groupe moto-ventilateur est placé en amont des échangeurs de chaleur par rapport à la direction de l’air.

La figure 7 représente au moins une des parois transversales 23 du cadre support 2 comporte une première portion 232 sensiblement plane. Dans le mode de réalisation correspondant à l’échangeur 4, cette paroi est représentée par une des joues latérales de l’échangeur, alors que dans le mode de réalisation correspondant au groupe moto- ventilateur, la paroi 23 est formée par la paroi supérieure de la buse. Cette paroi 23 comporte également une deuxième portion 231 présentant un profilé en L. Cette deuxième portion 231 étant configurée pour venir en appui contre le joint d’étanchéité 3 de manière à assurer l’étanchéité entre le cadre support 2 et le conduit de ventilation 1. Le profilé en L formant la deuxième portion 231 présente une première surface 231a s’étendant dans la direction de l’axe X et une deuxième surface 231b s’étendant dans la direction de l’axe Z. De manière à former le profilé en L, la première surface 231a est perpendiculaire à la deuxième surface 231b.

Comme précisé précédemment, le conduit de ventilation 1 comporte un joint d’étanchéité 3 ajouté sur son extrémité arrière. Sur les figures et plus précisément sur la figure 6, un exemple de mode de réalisation du joint 3 est représenté. Celui-ci peut, par exemple, comporter quatre parois, respectivement 30a, 30b, 30c, 30d, sensiblement planes, qui forment un parallélépipède rectangle dont la forme rectangulaire principale s’étend selon la direction d’un plan principal du joint 3. Les grands côtés de la forme rectangulaire, constitués par la paroi supérieure 30a et la paroi inférieure 30c parallèle à cette paroi supérieure 30a, s’étendent principalement selon la direction de la largeur du joint, c’est à dire selon la direction de l’axe transversal Y. Les petits côtés de la forme rectangulaire, constitués respectivement par les parois latérales 30b et 30d, parallèles entre elles et perpendiculaires aux parois supérieure 30a et inférieure 30c, s’étendent principalement selon la direction de la hauteur du joint 3, c’est à dire selon la direction de l’axe vertical Z.

Le joint 3 peut également se composer uniquement d’un nombre limité de parois. On pourrait par exemple, avoir un mode de réalisation ne présentant que les parois supérieure 30a et inférieure 30c.

Le joint d’étanchéité 3 est relié au conduit de ventilation 1 et vient en appui contre le cadre support 2 lors de l’installation du module de refroidissement 100.

Dans un des modes de réalisation, le joint d’étanchéité 3 est surmoulé sur le conduit de ventilation 1 lors d’une étape de procédé supplémentaire. Ce mode de réalisation a pour avantage d’améliorer l’étanchéité et de simplifier le procédé de fabrication en limitant les étapes supplémentaires. Dans ce mode de réalisation, le joint 3 est surmoulé sur la face arrière du conduit de ventilation 1.

Toutefois, dans des cas alternatifs, le joint d’étanchéité 3 peut être fabriqué séparément et rapporté ultérieurement au conduit de ventilation 1. H peut ainsi être clipsé ou encore vissé sur la face arrière du conduit de ventilation avant l’assemblage du module de refroidissement 100.

Le joint d’étanchéité 3 est préférentiellement fabriqué dans un matériau élastiquement déformable permettant ainsi de simplifier l’assemblage du module de refroidissement 100. Ce matériau est choisi parmi des polymères déformables comme par exemple un élastomère, un caoutchouc... Il est, de préférence, fabriqué en EPDM.

Les figures 6 et 8 montrent une zone repliée 301a de la paroi supérieure 30a du joint d’étanchéité 3. Toutefois la paroi inférieure 30c ainsi que les parois latérales 30b et 30d pourraient avoir une configuration identique. Ainsi, la figure 6 illustre le mode de réalisation dans lequel la paroi supérieure 30a possède une zone repliée 301a et la paroi inférieure 30c possède une zone repliée 301c. Le mode de fonctionnement sera le même quelques soit le nombre de parois équipées de telles zones.

La paroi 30a possède ainsi une zone repliée 301a lorsque le module de refroidissement 100 n’est pas encore assemblé. La zone repliée 301a est agencée pour venir en appui contre le cadre support 2 lors de l’installation et ainsi permettre l’étanchéité du module 100.

Comme représenté sur la figure 5 qui illustre la configuration du joint d’étanchéité 3 une fois celui-ci positionné et lorsque le module de refroidissement est installé, la zone repliée 301a est en appui sur la deuxième portion 231 de la paroi transversale 23 du cadre support 2. En effet, comme me montre la figure 5, la zone repliée 301a du joint d’étanchéité 3 est simultanément en appui avec la première surface 231a et la deuxième surface 231b du profilé en L décrit précédemment.