FR3083035A1 - Radiateur de refroidissement pour groupe motoventilateur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un radiateur de refroidissement (1) destiné à être intégré dans un groupe moto-ventilateur d'un véhicule automobile, comprenant une paroi transversale (10) prolongée perpendiculairement sur son pourtour par une paroi périphérique (11) de manière à définir un volume interne. Au moins une paroi du radiateur de refroidissement (1) forme support à au moins une portion (40) d'un circuit de refroidissement dans lequel circule un fluide de refroidissement. Application aux véhicules automobiles.
Description
RADIATEUR DE REFROIDISSEMENT POUR GROUPE MOTOVENTILATEUR
Le domaine de la présente invention est celui des groupes moto-ventilateur pour véhicules automobiles. Plus particulièrement, l’invention concerne un radiateur de refroidissement d’un type particulier, ledit radiateur de refroidissement étant configuré pour être intégré à un moteur électrique d’un groupe moto-ventilateur. L’invention concerne également un groupe moto-ventilateur comprenant un tel radiateur de refroidissement particulier.
H est notamment connu d’associer un groupe moto-ventilateur à des échangeurs thermiques de véhicules automobiles, le groupe moto-ventilateur permettant d’assurer un débit d’air à travers le ou les échangeurs de chaleur associés qui soit suffisant pour le bon fonctionnement d’échange thermique, et par exemple la dissipation de calories générées par différents périphériques, tels qu’un moteur thermique ou un circuit électrique.
Un groupe moto-ventilateur connu comprend un ventilateur et un moteur électrique permettant de mettre en rotation le ventilateur. Actuellement, il est nécessaire de développer des groupes moto-ventilateurs de plus en plus puissants, afin de pouvoir assurer un débit d’air suffisant à travers les échangeurs de chaleur. Dans ce contexte, il est fréquent désormais d’utiliser des moteurs électriques sans balai. Leur rendement énergétique plus élevé permet de générer un débit d’air supérieur tout en consommant la même quantité d’énergie.
L’utilisation d’un moteur électrique sans balai dans un groupe moto-ventilateur nécessite d’utiliser un module de pilotage configuré pour contrôler le moteur électrique. Un tel module de pilotage comprend des composants électroniques qui requièrent également d’être refroidis afin de pouvoir fonctionner correctement. En effet, assurer le refroidissement de ces composants permet d’augmenter leur durée de vie, et donc d’améliorer la fiabilité d’un groupe moto-ventilateur comprenant un tel moteur électrique sans balais. H est connu de dissiper les calories générées par le module de pilotage grâce à un refroidissement par un flux d’air, généré par exemple par le ventilateur du groupe motoventilateur le radiateur de refroidissement comprenant des ailettes s’étendant au travers du flux d’air frais, permettant ainsi de maximiser la surface de contact entre le radiateur de refroidissement et le flux d’air.
Cependant, un tel moyen de refroidissement par échange entre air et ailettes ne donne pas entière satisfaction et présente plusieurs inconvénients. Le nombre et la dimension d’ailettes à prévoir pour réaliser le refroidissement implique un coût élevé pour l’obtention des pièces du radiateur de refroidissement et du groupe moto-ventilateur associé. Par ailleurs, l’augmentation de la puissance requise par les groupes moto-ventilateurs contemporains nécessite une consommation électrique de plus en plus importante, et génère donc un nombre de calories à dissiper de plus en plus élevé, au niveau du module de pilotage du moteur électrique sans balais du groupe moto-ventilateur et le refroidissement par air n’est plus suffisant pour répondre aux contraintes de dissipation thermique grandissantes dans les groupes moto-ventilateurs contemporains.
La présente invention a pour but de proposer un nouveau radiateur de refroidissement particulier permettant de répondre au moins en partie aux inconvénients énoncés précédemment et de conduire en outre à d’autres avantages.
Un autre but de l’invention est d’augmenter la fiabilité, ainsi que la durée de vie d’un groupe moto-ventilateur.
L’invention y parvient, selon un premier aspect, grâce à un radiateur de refroidissement destiné à être intégré dans un groupe moto-ventilateur d’un véhicule automobile, comprenant une paroi transversale prolongée perpendiculairement sur son pourtour par une paroi périphérique de manière à définir un volume interne de réception d’un module de pilotage destiné à piloter un moteur électrique du groupe moto-ventilateur, au moins une paroi du radiateur de refroidissement formant support à au moins une portion d’un circuit de refroidissement dans lequel circule un fluide de refroidissement.
La paroi transversale du radiateur de refroidissement s’étend perpendiculairement au flux d’air généré par le ventilateur du groupe moto-ventilateur. Autrement dit, la paroi transversale du radiateur de refroidissement s’étend perpendiculairement à l’axe de rotation du rotor du moteur électrique.
Cette configuration selon le premier aspect de l’invention permet ainsi de fournir un radiateur de refroidissement comprenant une capacité de dissipation thermique d’autant plus importante qu’il est dès lors possible de combiner un refroidissement par l’air venant lécher la surface extérieure du radiateur de refroidissement et le refroidissement par le fluide de refroidissement circulant dans la portion de circuit au contact de l’une des parois du radiateur de refroidissement.
Le radiateur de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention peut comprendre au moins une des caractéristiques suivantes pouvant être prises seules ou en combinaison et parmi lesquelles :
le volume interne du radiateur de refroidissement est destiné à recevoir un module de pilotage du moteur électrique ; cette configuration est notamment effective dans le cadre de l’utilisation d’un moteur électrique sans balais, le module de pilotage servant alors à contrôler l’allumage, l’extinction et la vitesse de rotation du moteur électrique sans balais ;
la portion du circuit de refroidissement comporte un conduit formé dans l’épaisseur d’une paroi du radiateur de refroidissement ; en d’autres termes, un conduit, formant partie du circuit de refroidissement et dans lequel circule le fluide de refroidissement, est formé dans la matière composant le radiateur de refroidissement ; plus particulièrement, le conduit est formé dans la paroi transversale agencée au travers du flux d’air ;
le conduit du circuit de refroidissement est agencé à égale distance d’une face interne ou d’une face externe de la paroi correspondante du radiateur de refroidissement, la face interne d’une paroi étant la face de ladite paroi orientée vers le volume interne du radiateur de refroidissement, et la face externe d’une paroi étant la face de ladite paroi opposée à la face interne de cette même paroi ; un tel agencement présente un avantage notamment en termes de rigidité du radiateur ainsi formé ;
alternativement ou cumulativement, la portion du circuit de refroidissement consiste en un tuyau distinct de l’une ou l’autre des parois et rapporté au contact d’au moins l’une des parois, à l’extérieur de celle-ci sur sa face interne ou sa face externe ; on comprend que si l’encombrement est moins optimisé, un tel agencement permet, avec une mise en œuvre simplifiée de combiner l’échange thermique avec un fluide de refroidissement au contact d’au moins une paroi du radiateur de refroidissement et l’échange thermique avec l’air circulant ; notamment, lorsque le circuit de refroidissement est ménagé au contact d’une face externe d’une paroi du radiateur de refroidissement, c’est-à-dire à l’opposé du module de pilotage logé dans le volume interne défini par les parois de ce radiateur de refroidissement, le circuit de refroidissement est exposé au flux d’air généré par le ventilateur du groupe moto-ventilateur, permettant de favoriser la dissipation des calories du radiateur de refroidissement ; lorsque le circuit de refroidissement est ménagé au contact d’une face interne du radiateur de refroidissement, l’échange thermique entre le module de pilotage et le circuit de refroidissement est favorisé ;
le circuit de refroidissement comporte deux tubes d’alimentation et de sortie d’un fluide de refroidissement en communication fluidique avec le conduit, les tubes étant disposés en saillie de la paroi périphérique dans le prolongement transversal de deux extrémités du conduit ; les tubes permettent ainsi de connecter le conduit du circuit de refroidissement interne au radiateur de refroidissement et la boucle formant le reste du circuit de refroidissement externe au radiateur de refroidissement ; le tube d’alimentation permet l’arrivée du fluide de refroidissement dans le radiateur de refroidissement et le tube de sortie permettant l’évacuation du fluide de refroidissement, chargé de calories, du radiateur de refroidissement ;
la section moyenne d’un tube est plus grande qu’une section moyenne du conduit du circuit de refroidissement ; la taille d’une section est mesurée selon une direction perpendiculaire au sens d’écoulement du fluide de refroidissement dans les tubes et le conduit formant le circuit de refroidissement ; cette configuration permet d’augmenter la vitesse de circulation du fluide de refroidissement au niveau du conduit du circuit de refroidissement, favorisant ainsi l’échange thermique au niveau du radiateur de refroidissement ;
la face interne de la paroi transversale comprend au moins une cavité permettant de recevoir un composant électronique du groupe moto-ventilateur, notamment d’une unité de commande d’un moteur électrique et/ou une fenêtre permettant le passage d’un flux d’air provenant du ventilateur du groupe moto-ventilateur, le circuit de refroidissement étant agencé pour passer au plus près de ladite au moins une cavité ou fenêtre ; plus particulièrement, la cavité peut être non traversante lorsqu’elle est destinée à recevoir un composant électronique, et elle est traversante lorsqu’elle est destinée à permettre le passage du flux d’air généré par le ventilateur du groupe moto-ventilateur, permettant ainsi d’améliorer la dissipation des calories au niveau du radiateur de refroidissement ; on comprend qu’une cavité est traversante lorsqu’elle s’étend depuis la face interne de la paroi transversale jusqu’à la face externe de la paroi transversale ;
la paroi transversale et/ou la paroi périphérique peut comporter des ailettes configurées pour favoriser la dissipation thermique au niveau du radiateur de refroidissement, les ailettes permettant d’augmenter la surface d’échange du radiateur de refroidissement tout en ayant un impact réduit sur l’encombrement spatial dudit radiateur de refroidissement ; la présence d’un circuit de fluide de refroidissement au contact du radiateur de refroidissement peut permettre de diminuer la dimension des ailettes pour des performances d’échange thermique équivalentes, et de diminuer de la sorte notamment l’encombrement du radiateur et du groupe moto-ventilateur associé ; de manière alternative, dans le cas où le circuit de refroidissement permet un refroidissement suffisant, le radiateur de refroidissement peut présenter une surface lisse, c’est-à-dire dépourvue d’ailettes ;
les ailettes sont formées sur une face externe d’une des parois, et elles peuvent être formées aussi bien sur la face externe de la paroi transversale que sur la face externe de la paroi périphérique ;
le conduit du circuit de refroidissement contient de l’eau, ou une solution aqueuse comprenant de l’éthylène glycol, formant fluide de refroidissement ; l’utilisation d’une solution aqueuse comprenant de l’éthylène glycol permet l’utilisation d’un circuit de refroidissement comprenant un tel fluide de refroidissement dans un véhicule automobile destiné à être utilisé ou stocké par des températures atmosphériques négatives, l’éthylène glycol permettant de diminuer la température de solidification de la solution aqueuse ; de manière alternative, le fluide de refroidissement peut être un fluide supercritique ; plus particulièrement, le fluide supercritique est avantageusement du CO2, également connu sous l’appellation R744 ;
le fluide de refroidissement provient d’un circuit de refroidissement principal du véhicule automobile, ou d’un circuit basse température, ou d’un circuit de refroidissement indépendant ; le circuit de refroidissement principal du véhicule automobile est celui qui permet le refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile ou encore, dans le cadre d’un véhicule utilisant un moteur électrique pour se déplacer, le refroidissement des batteries et/ou dudit moteur électrique ; le circuit basse température peut être, par exemple, un circuit de climatisation du véhicule automobile ; ainsi l’utilisation d’un circuit de refroidissement principal ou d’un circuit basse température du véhicule automobile pour faire circuler le fluide de refroidissement au niveau du circuit de refroidissement du radiateur de refroidissement du groupe moto-ventilateur permet de limiter l’encombrement spatial nécessaire au circuit de refroidissement du groupe moto-ventilateur ; de manière alternative, l’utilisation d’un circuit de refroidissement indépendant, spécifique au groupe moto-ventilateur, permet audit circuit de refroidissement du groupe moto-ventilateur d’être indépendant du fonctionnement et de l’état du circuit de refroidissement principal, le refroidissement du groupe moto-ventilateur étant alors assuré même lorsque le circuit de refroidissement est hors service, ou encore lorsque le circuit de refroidissement principal est saturé, n’arrivant pas à dissiper la quantité de calories qu’il reçoit ;
le radiateur de refroidissement est réalisé dans un matériau ayant une capacité de dissipation thermique élevée ; notamment, le radiateur de refroidissement peut être réalisé en aluminium ou en cuivre.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un moteur électrique destiné à être intégré dans un groupe moto-ventilateur d’un véhicule automobile, le moteur électrique comprenant un radiateur de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention, le moteur électrique et le radiateur de refroidissement étant agencés de sorte que le volume interne du radiateur de refroidissement est tourné à l’opposé du moteur électrique.
Cette configuration permet de disposer d’un moteur électrique possédant les avantages fournis par le radiateur de refroidissement décrit auparavant.
Le moteur électrique conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
le moteur comporte un rotor et un stator, et le rotor comprend une paroi principale perpendiculaire à l’axe de rotation et une paroi latérale s’étendant perpendiculairement sur le pourtour de la paroi principale, la paroi principale et la paroi latérale du rotor définissant un volume intérieur logeant le stator, le stator étant situé entre la paroi principale du rotor et le radiateur de refroidissement tel que précédemment cité ;
la face externe de la paroi transversale du radiateur de refroidissement est orientée selon l’axe de rotation du moteur électrique en direction du rotor et du stator ;
le moteur électrique est du type moteur sans balais ; un moteur électrique sans balais présente un rendement énergétique plus élevé qu’un moteur électrique à balais et cela permet, à puissance équivalente, de générer un nombre de calories moins élevé au niveau du moteur électrique, par rapport à un moteur électrique à balais ; le stator comporte des bobines alimentées électriquement et le rotor comporte des aimants permanents, la configuration donnée au champ magnétique ainsi crée permettant la rotation du rotor, autour ou à l’intérieur du stator ;
le moteur électrique comporte un module de pilotage configuré pour piloter la rotation du rotor et envoyer des instructions d’alimentation électrique des bobines du stator ;
le rotor, le stator et le radiateur de refroidissement sont des pièces de révolution, ou sensiblement de révolution, agencées de manière coaxiale. Préférentiellement, le rotor, le stator et le radiateur de refroidissement présentent un axe commun, à savoir l’axe de rotation du moteur électrique.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un groupe moto-ventilateur comprenant un moteur électrique conforme au deuxième aspect de l’invention et un ventilateur mobile en rotation.
Le groupe moto-ventilateur conforme au troisième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
le ventilateur est rendu mobile en rotation par le moteur électrique ; autrement dit, le rotor, le stator et le ventilateur sont coaxiaux ;
le ventilateur du groupe moto-ventilateur comprend une pluralité de pales permettant de générer un flux d’air lorsque le ventilateur est mis en rotation ; plus particulièrement, le flux d’air est généré dans une direction parallèle à l’axe de rotation du ventilateur ;
la face externe de la paroi transversale du radiateur de refroidissement est orientée selon l’axe de rotation vers le ventilateur ; autrement dit, la face externe de la paroi transversale est exposée au flux d’air généré par le ventilateur et passant à travers l’ensemble rotor/stator du moteur électrique ; cette configuration permet ainsi de favoriser la dissipation des calories du radiateur de refroidissement.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un radiateur de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention, rendant notamment visible l’extérieur, c’est-à-dire les faces externes, de ce radiateur ;
- la figure 2 est une vue du radiateur de refroidissement illustré à la figure 1 selon un angle de perspective différent rendant visible l’intérieur, c’est-à-dire les faces internes, de ce radiateur ;
- la figure 3 est une vue du radiateur de refroidissement avec un angle de perspective similaire à celui de la figure 1, dans laquelle la paroi transversale est représentée en coupe transversale pour rendre visible un conduit de circuit de refroidissement formé dans l’épaisseur de cette paroi transversale ;
- la figure 4 illustre une coupe axiale, vue de face, du radiateur de refroidissement illustré aux figures 1, 2 et 3 ;
- la figure 5 illustre la coupe axiale de la figure 4, vue en perspective ;
- la figure 6 est une vue éclatée en perspective de l’intérieur du radiateur de refroidissement illustré aux figures 1 à 5 et d’un module de pilotage destiné à piloter un moteur électrique ;
- la figure 7 est une vue en perspective éclatée illustrant un exemple de réalisation d’un moteur électrique conforme au deuxième aspect de l’invention et un exemple de réalisation d’un groupe moto-ventilateur conforme au troisième aspect de l’invention et comportant le moteur électrique.
La figure 1 représente une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un radiateur de refroidissement 1 conforme au premier aspect de l’invention.
Le radiateur de refroidissement 1 comprend une paroi transversale 10 et une paroi périphérique 11 prolongeant perpendiculairement la paroi transversale 10, la paroi périphérique 11 étant située sur le pourtour de cette paroi transversale 10. La paroi transversale 10 et la paroi périphérique 11 définissent un volume interne 14 visible à la figure 2. La paroi transversale 10 s’étend perpendiculairement à un axe O, l’axe O étant l’axe de rotation d’un moteur électrique d’un groupe moto-ventilateur dans lequel le radiateur de refroidissement 1 est destiné à être intégré.
La paroi transversale 10 comprend une face interne 12 orientée vers le volume interne et une face externe 13 située à l’opposé de la paroi transversale 10 par rapport à la face interne 12. De manière analogue, la paroi périphérique 11 comprend une face intérieure 15, non visible sur la figure 1, orientée vers le volume interne 14, et une face extérieure 16 située à l’opposé de la paroi périphérique 11 par rapport à la face intérieure
15. Le volume interne 14 est configuré en formes et en dimensions pour loger un module de pilotage, visible à la figure 6.
Le radiateur de refroidissement 1 comprend une pluralité d’ailettes 20 agencées en saillie de la face externe 13 de la paroi transversale 10, les ailettes 20 s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation O. Les ailettes 20 ainsi formées permettent d’augmenter la surface de la face externe 13 de la paroi transversale 10 du radiateur de refroidissement 1, permettant ainsi d’améliorer la capacité de dissipation thermique du radiateur de refroidissement L
Le radiateur de refroidissement 1 comprend trois organes de fixation 25 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la face extérieure 16 de la paroi périphérique IL Les organes de fixation 25 sont configurés pour permettre la fixation du radiateur de refroidissement 1 sur un support.
Le radiateur de refroidissement 1 est spécifique selon l’invention en ce qu’il comporte une portion 40 d’un circuit de refroidissement. Plus particulièrement, la portion 40 du circuit de refroidissement comprend un conduit ici non visible car logé dans l’épaisseur d’une paroi du radiateur et à l’intérieur duquel circule un fluide de refroidissement, ainsi qu’un premier tube 41 et un deuxième tube 42 en communication fluidique avec le conduit.
Les deux tubes 41, 42 sont disposés en saillie d’une paroi 10, 11 du radiateur de refroidissement, ici la paroi périphérique 11, en s’étendant dans une direction opposée au volume interne 14. Le premier tube consiste en un tube d’alimentation du fluide de refroidissement et le deuxième tube consiste en un tube de sortie du fluide de refroidissement, ces deux tubes étant agencés dans le prolongement transversal de deux extrémités du conduit 43.
Plus particulièrement, les tubes s’étendent ici côte à côte depuis une même portion de la paroi périphérique 11, à savoir une portion proximale 110 formant jonction avec la paroi transversale 10.
Le radiateur de refroidissement comprend, dans sa paroi transversale 10, un fût central 102 disposé sensiblement au centre de la paroi transversale 10 et trois fûts de positionnement 104 agencés de façon concentrique autour du fût central. Le fût central 102 forme un logement de réception à un arbre d’entraînement du moteur et les fûts de positionnement 104 sont configurés pour recevoir des pions de positionnement du stator de l’ensemble stator/rotor du moteur électrique associé au radiateur de refroidissement.
Le radiateur de refroidissement 1 comprend des fenêtres 17 traversantes, ici au nombre de trois. Les fenêtres 17 sont disposés dans l’exemple illustré autour du fût central 102, en alternance avec les fûts de positionnement 104. Chaque fenêtre 17 forme un passage allant depuis la face interne 12 jusqu’à la face externe 13 de la paroi transversale
10. Les fenêtres 17 permettent d’exposer le volume interne 14 du radiateur de refroidissement 1 à un flux d’air généré par un ventilateur du groupe moto-ventilateur, favorisant ainsi la dissipation thermique des calories au niveau du radiateur de refroidissement 1.
Le radiateur de refroidissement 1 comprend par ailleurs une ouverture 18 ménagée en périphérie à la jonction de la paroi transversale 10 et de la paroi périphérique 11. L’ouverture 18 permet le passage d’éléments de connexion électrique entre un module de pilotage, visible à la figure 5, logé dans le volume interne 14 du radiateur de refroidissement 1, et l’ensemble stator/rotor du moteur électrique que le module de pilotage participe à commander.
La figure 2 représente une vue en perspective du radiateur de refroidissement 1 illustré à la figure 1, rendant visible la face interne 12 de la paroi transversale 10 du radiateur de refroidissement 1.
Plusieurs cavités 19 sont ménagées sur la face interne 12 de la paroi transversale 10. Plus particulièrement, les cavités 19 sont formées par une déformation ponctuelle s’étendent depuis la face interne 12 vers l’intérieur de la paroi transversale 10. La profondeur de ces cavités, selon la direction de l’axe de rotation O, est inférieure à l’épaisseur selon la même direction de la paroi transversale 10.
Ces cavités 19 forment dans l’épaisseur de la paroi transversale des empreintes visibles sur la figure 3. Cette figure est une vue en coupe transversale ménagée entre la face interne 12 et la face externe 13 de la paroi transversale 10 du radiateur de refroidissement 1, afin notamment de rendre visible le conduit 43 de la portion 40 du circuit de refroidissement. Plus particulièrement, le conduit 43 est ménagé dans le corps de la paroi transversale 10, entre la face interne 12 et la face externe 13. Le conduit 43 est creusé dans la matière formant la paroi transversale 10 et l’on comprend que ce conduit 43 est réalisé grâce à un insert disposé dans le moule d’injection du radiateur de refroidissement.
Le conduit 43 relie fluidiquement le premier tube 41 et le deuxième tube 42, permettant ainsi la circulation d’un fluide de refroidissement entre le premier tube 41 et le deuxième tube 42. Le conduit 43 est agencé de manière à passer à proximité des cavités 19, des fenêtres 17 et de l’ouverture 18, permettant ainsi de maximiser l’efficacité du refroidissement du radiateur de refroidissement 1.
Sur la figure 4, on peut noter que le conduit 43 de la portion 40 du circuit de refroidissement présente une section de passage rectangulaire. Le conduit 43 est ménagé dans la matière de la paroi transversale 10 entre la face interne 12 et la face interne 13. Plus particulièrement, le conduit 43 est ménagé sensiblement à équidistance de la face interne 12 de la paroi transversale 10 et de la face externe 13 de la paroi transversale 10. Cette configuration dans laquelle le conduit 43 est ménagé dans la paroi transversale 10, entre la face interne 12 et la face externe 13, permet de favoriser la dissipation des calories du radiateur de refroidissement, la face interne 12 de la paroi transversale 10 étant en contact avec un module de pilotage, générant les calories, et la face externe 13 de la paroi transversale 10 étant exposée au flux d’air généré par un ventilateur du groupe motoventilateur dans lequel est intégré le radiateur de refroidissement 1.
La figure 4 permet de visualiser que le conduit 43 de la portion 40 du circuit de refroidissement passe à proximité des cavités 19, favorisant ainsi la dissipation des calories générées par les composants du module de pilotage 50 logés dans les cavités 19 du radiateur de refroidissement 1, tel que cela va être décrit ultérieurement.
La figure 5 rend visible le fait que la section de passage du conduit 43 ménagé dans la paroi transversale 10 est plus étroite que la section de passage des tubes, ici le premier tube 41, de la portion 40 du circuit de refroidissement. La section de passage du conduit 43 et la section de passage du premier tube 41, ou du deuxième tube 42, est mesuré dans un plan perpendiculaire à la paroi transversale dans laquelle s’inscrit le conduit 43. Cette configuration dans laquelle la section de passage du conduit 43 est plus faible que la section de passage du circuit de refroidissement au niveau du premier tube 41 et du deuxième tube 42 permet d’augmenter la vitesse de circulation du fluide de refroidissement dans le conduit 43, au niveau du radiateur de refroidissement 1, favorisant ainsi l’échange thermique entre le fluide de refroidissement et le radiateur de refroidissement 1.
Sur la figure 6, le radiateur de refroidissement 1 conforme au premier aspect de l’invention et décrit précédemment est associé à un module de pilotage 50 destiné à piloter un moteur électrique d’un groupe moto-ventilateur dans lequel sont intégrés ce radiateur de refroidissement 1 et ce module de pilotage 50.
Le module de pilotage 50 est destiné à être logé dans le volume interne 14 du radiateur de refroidissement 1. Plus particulièrement, le module de pilotage 50 vient en appui contre la face interne 12 de la paroi transversale 10 du radiateur de refroidissement 1. Ainsi, le module de pilotage 50 comprend une pluralité de plots 55 respectivement destinés à coopérer avec un ergot 54 situé sur la face interne 12 de la paroi transversale 10 du radiateur de refroidissement 1, chaque ergot 54 venant s’insérer dans un plot 55 de manière à maintenir la position du module de pilotage 50 par rapport au radiateur de refroidissement 1.
Le module de pilotage 50 permet de contrôler le moteur électrique dans lequel il est intégré. Plus particulièrement, le module de pilotage 50 permet notamment de contrôler l’alimentation électrique d’un bobinage formé sur le stator afin de contrôler le champ magnétique généré entre le rotor et le stator du moteur électrique sans balais conforme à un aspect de l’invention.
Le module de pilotage comprend notamment une pluralité de transistors 51. Les transistors 51 sont ici disposés au niveau d’une partie centrale du module de pilotage 50. Ainsi, les transistors 51 sont situés au moins pour certains d’entre eux dans le prolongement axial, par rapport à l’axe de rotation O, des fenêtres 17 du radiateur de refroidissement 1 lorsque le module de pilotage 50 est logé dans le volume interne 14 du radiateur de refroidissement 1, favorisant ainsi le refroidissement des transistors 51.
Dans l’exemple illustré, le module de pilotage comprend également deux bobines 52 et quatre condensateurs 53. Les bobines 52 et les condensateurs 53 sont situés en périphérie du module de pilotage 50, autour des transistors 51. Chaque bobine 52 et chaque condensateur 53 est destiné à être logé au moins en partie dans une cavité 19 du radiateur de refroidissement lorsque le module de pilotage est logé dans le volume interne 14 du radiateur de refroidissement. Ainsi, les bobines 52 et les condensateurs 53 sont à une distance plus faible de la face externe 13 de la paroi transversale 10 du radiateur de refroidissement 1, permettant ainsi un refroidissement plus efficace des bobines 52 et des condensateurs 53, la face externe 13 étant destinée à être exposée à un flux d’air généré par un ventilateur du groupe moto-ventilateur.
La figure 7 illustre plus en détails le moteur électrique 60 et le groupe moto ventilateur associé qui comporte le radiateur de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention.
Le moteur électrique 60 comprend un radiateur de refroidissement 1, un stator 61 et un rotor 62 mobile en rotation autour de l’axe de rotation O, le rotor étant ici externe, c’està-dire agencé autour du stator 61. Le rotor 62 présente ici une forme de cloche, avec une paroi principale 65 s’étendant en travers de l’axe de rotation O et une paroi latérale 66 prolongeant sensiblement perpendiculairement le pourtour de la paroi principale 65.
Une pluralité d’aimants 63 est disposée circonférentiellement sur la face radiale interne de la paroi latérale 66 du rotor 62, et un bobinage électrique est enroulé autour de dents formées dans le corps du stator. Le bobinage est relié électriquement au module de pilotage par l’intermédiaire d’éléments de connexion électrique amené à passer à travers l’ouverture 18 tel que précédemment décrit, l’alimentation électrique du bobinage permettant ainsi de générer un champ magnétique dans lequel les aimants permanents se déplacent et génèrent la rotation du rotor 62.
La vue éclatée de la figure 7 montre également que le moteur électrique 60 comprend un arbre d’entraînement et des roulements 64, l’arbre d’entraînement et un roulement étant amenés à prendre place dans le fût central réalisé dans la face externe du radiateur de refroidissement.
Le groupe moto-ventilateur 70 comprend le moteur électrique 60 tel qu’il vient d’être décrit ainsi qu’un ventilateur 71 susceptible d’être mis en rotation autour de l’axe de rotation O par le moteur électrique 60 et l’arbre d’entraînement associé. L’ensemble stator/rotor 61, 62 est situé entre le radiateur de refroidissement 1 et le ventilateur 71 selon l’axe de rotation O. Autrement dit, le ventilateur 71 est situé de l’autre côté du groupe moto-ventilateur 70 par rapport au radiateur de refroidissement 1. Le ventilateur 71 du groupe moto-ventilateur 70 comprend une pluralité de pâles 72 permettant de générer un flux d’air lorsque le ventilateur est mis en rotation par le moteur électrique 60 du groupe moto-ventilateur 70. On peut constater que le radiateur de refroidissement est agencé dans ce groupe moto-ventilateur de telle manière que la face externe 13 de la paroi transversale 10 soit tournée vers le moteur électrique 60 et le ventilateur et que cette face externe 13 reçoive le flux d’air provenant du ventilateur.
La description qui précède précise clairement comment l’invention atteint les buts qu’elle s’est fixés, à savoir un refroidissement optimal du groupe moto-ventilateur et notamment du module de pilotage du moteur électrique que comporte ce groupe motoventilateur. Ce refroidissement optimal est obtenu par la combinaison du refroidissement par l’air circulant à travers le groupe moto-ventilateur suite à l’actionnement du ventilateur et du refroidissement par un fluide réfrigérant circulant dans un circuit de refroidissement dont une portion est au contact du radiateur de refroidissement pour faciliter l’évacuation de calories. Dans ce contexte, il est intéressant que la portion au contact du radiateur soit logée dans l’épaisseur de celui-ci afin de limiter l’encombrement général du radiateur. Bien entendu, une réalisation avec un circuit de refroidissement réalisé indépendamment du radiateur puis rapporté contre l’une des parois de ce radiateur présenterait des avantages équivalents en termes de refroidissement combiné par air et par fluide réfrigérant.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes 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 des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Radiateur de refroidissement (i) destiné à être intégré dans un groupe moto-ventilateur (70) d’un véhicule automobile, comprenant une paroi transversale (10) prolongée perpendiculairement sur son pourtour par une paroi périphérique (11) de manière à définir un volume interne (14), caractérisé en ce qu’au moins une paroi du radiateur de refroidissement (1) forme support à au moins une portion (40) d’un circuit de refroidissement dans lequel circule un fluide de refroidissement.
- 2. Radiateur de refroidissement (1) selon la revendication 1, dans lequel la portion du circuit de refroidissement comporte un conduit (43) formé dans l’épaisseur d’une paroi (10,11) du radiateur de refroidissement (1).
- 3. Radiateur de refroidissement (1) selon la revendication précédente, dans lequel le conduit (43) du circuit de refroidissement est agencé à égale distance d’une face interne ou d’une face externe de la paroi correspondante (10, 11) du radiateur de refroidissement (1).
- 4. Radiateur de refroidissement (1) selon Tune des revendications 2 ou 3, dans lequel le circuit de refroidissement comporte deux tubes (41, 42) d’alimentation et de sortie d’un fluide de refroidissement en communication fluidique avec le conduit (43), les tubes étant disposés en saillie d’une paroi (10, 11) du radiateur de refroidissement dans le prolongement transversal de deux extrémités du conduit (43)·
- 5. Radiateur de refroidissement (1) selon la revendication précédente, dans lequel la section moyenne d’un tube (41,42) est plus grande qu’une section moyenne du conduit (43) du circuit de refroidissement.
- 6. Radiateur de refroidissement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face interne (12) de la paroi transversale (10) comprend au moins une cavité (19) permettant de recevoir un composant électronique du groupe moto-ventilateur (20), notamment d’une unité de commande d’un moteur électrique (60), et/ou une fenêtre (17) permettant le passage d’un flux d’air provenant du ventilateur (71) du groupe moto-ventilateur (70), le circuit de refroidissement étant agencé pour passer au plus près de ladite au moins une cavité ou fenêtre (17,19).
- 7. Radiateur de refroidissement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, en combinaison avec la revendication 2, dans lequel le conduit (43) du circuit de refroidissement contient de l’eau, ou une solution aqueuse contenant de5 l’éthylène glycol, formant fluide de refroidissement.
- 8. Radiateur de refroidissement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi transversale (10) et/ou la paroi périphérique (11) comporte des ailettes (20) configurées pour favoriser la dissipation thermique au niveau dudit radiateur de refroidissement (1).
- 10 9. Moteur électrique (60) destiné à être intégré dans un groupe motoventilateur (70) d’un véhicule automobile, le moteur électrique (60) comprenant un radiateur de refroidissement (1) selon l’une des revendications précédentes, le moteur électrique (60) et le radiateur de refroidissement étant agencés de sorte que le volume interne (14) du radiateur de refroidissement est tourné à l’opposé du 15 moteur électrique.10. Groupe moto-ventilateur (70) comprenant un moteur électrique (60) selon la revendication précédente et un ventilateur (71) rendu mobile en rotation par le moteur électrique (60).
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