FR3145894A1 - système de climatisation pour véhicule ELECTRIQUE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un véhicule électrique (1) comprenant un pack batterie (2) alimentant un moteur électrique et un système de climatisation (3) destiné à refroidir de l’air dans un habitacle du véhicule électrique (1), le pack batterie (2) reposant sur une paroi inférieure (7) d’une structure du véhicule électrique (1), le système de climatisation (3) comprenant un climatiseur (4), un bac de récupération (5) des eaux de condensation (6) générées par le climatiseur (4) et un canal de drainage (8) reliant le climatiseur (4) au bac de récupération (5) pour drainer les eaux de condensation (6) du climatiseur (4) vers le bac de récupération (5), le bac de récupération (5) étant positionné en regard de la paroi inférieure (7) de la structure du véhicule électrique (1) de façon à permettre l’évaporation des eaux de condensation (6) contenues dans le bac de récupération (5).
(Fig. 1 unique)
Description
L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique des systèmes de climatisation permettant la régulation du confort thermique dans l’habitacle d’un véhicule électrique.
Les véhicules automobiles à traction ou propulsion électrique comportent un ou plusieurs modules de batteries pour alimenter un moteur électrique (de traction ou de propulsion).
Les modules de batteries sont regroupés dans un carter et forment alors un bloc batterie aussi souvent désigné par l’expression anglaise « pack batterie ».
La plupart des véhicules électriques sont équipés d’un système de climatisation permettant d’assurer un confort thermique dans l’habitacle par une circulation d’air à une température régulée à l’intérieur de l’habitacle.
Le système de climatisation comprend au moins un volet d’entrée d’air à l’avant du véhicule pour faire entrer de l’air extérieur dans l’habitacle et un climatiseur, également appelé HVAC (de l’acronyme en anglais « Heating Ventilation and Air Conditionning »), pour générer de l’air dans l’habitacle à une température souhaitée et ainsi apporter un confort thermique. Le système de climatisation comprend également des extracteurs d’air, positionnés à différents endroits dans l’habitacle du véhicule pour évacuer l’air vicié.
Le climatiseur comporte un évaporateur, un compresseur, un condenseur, une soupape de détente et un circuit reliant ces éléments entre eux.
Le principal défaut des climatiseurs concerne l’eau de condensation qui se forme en partie basse du climatiseur. Cette condensation provient de la différence de température entre le condenseur qui est froid lorsqu’il est utilisé et l’air plus chaud à l’extérieur du véhicule. L’eau dans l’air se condense sur le condenseur et forme de l’eau à l’état liquide.
La condensation entraîne un écoulement d’eau qui ruisselle sous le véhicule. Ceci est particulièrement gênant lorsque le véhicule est stationné parce que cela génère une flaque d’eau sur le sol qui peut s’avérer dangereuse pour un piéton ou le conducteur sortant du véhicule qui peuvent glisser sur la flaque.
De plus, l’eau ruisselle le long du pack batterie et peut entraîner un risque d’infiltration d’eau dans le pack batterie, provoquant un court-circuit.
Le document EP2275294 décrit un bac de récupération disposé en dessous d'une unité de refroidissement d’un véhicule automobile. Ce bac reçoit de l'eau de condensation qui tombe de l'unité de refroidissement, et guide cette eau de condensation dans une portion externe de l'appareil de climatisation du véhicule. Le bac de récupération comprend une zone de réception d'eau et un orifice d'évacuation. Cet orifice est connecté à un canal de drainage de l’eau.
Cependant, cette solution ne résout pas le problème de l’eau qui s’écoule sur le sol, sous le véhicule électrique.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment un véhicule électrique comprenant un système de climatisation configuré pour éliminer le ruissellement des eaux de condensation du climatiseur sur le sol.
Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un véhicule électrique comprenant un pack batterie alimentant un moteur électrique et reposant sur une paroi inférieure d’une structure du véhicule électrique. Le véhicule électrique comprend un système de climatisation destiné à refroidir de l’air dans un habitacle du véhicule électrique. Le système de climatisation comprend un climatiseur et un bac de récupération des eaux de condensation générées par le climatiseur.
Selon l’invention, le système de climatisation comprend un canal de drainage reliant le climatiseur au bac de récupération pour drainer les eaux de condensation du climatiseur vers le bac de récupération. Le bac de récupération est positionné en regard de la paroi inférieure de la structure du véhicule électrique de façon à permettre l’évaporation des eaux de condensation contenues dans le bac de récupération.
L’invention fournit ainsi un véhicule électrique comprenant un système de climatisation configuré pour éliminer le ruissellement des eaux de condensation du climatiseur sur le sol de façon simple et économique.
La sécurité des piétons et du conducteur sortant du véhicule est améliorée car l’invention évite qu’ils ne glissent sur une flaque générée par les eaux de condensation ruisselant sous le véhicule.
Selon un mode de réalisation, le bac de récupération comprend une ouverture supérieure pour l’évaporation des eaux de condensation.
Selon un autre mode de réalisation, le canal de drainage est incliné entre le climatiseur et le bac de récupération. Cette inclinaison permet aux eaux de condensation de ruisseler par gravité, sans pompe.
Selon un autre mode de réalisation, le bac de récupération est fixé sur la paroi inférieure de la structure du véhicule électrique. Ceci fournit une solution simple, sans pièces supplémentaires.
Selon un autre mode de réalisation, le canal de drainage est relié à une première paroi latérale du bac de récupération. La première paroi latérale est la paroi du bac de récupération la plus proche du climatiseur. Ceci permet d’utiliser un canal de drainage le plus court possible.
Selon un autre mode de réalisation, le bac de récupération comprend une patte prolongeant la première paroi latérale du bac de récupération. La patte est fixée sur la paroi inférieure de la structure du véhicule électrique. Ceci fournit une solution simple pour fixer solidement le bac de récupération.
Selon un autre mode de réalisation, l’ouverture supérieure est formée sur une deuxième paroi latérale du bac de récupération, opposée à la première paroi latérale. La deuxième paroi latérale présente une hauteur plus petite que celle de la première paroi latérale. Ceci fournit une solution simple pour permettre aux vapeurs d’eau de condensation de s’échapper du bac de drainage.
Selon un autre mode de réalisation, le bac de récupération est positionné à l’endroit d’une première moitié avant du pack batterie la plus proche du climatiseur. Ceci permet d’utiliser un canal de drainage le plus court possible.
L’invention concerne également un procédé d’élimination des eaux de condensation générées par un climatiseur d’un système de climatisation d’un véhicule électrique tel que défini précédemment. Le procédé comprend une étape de collecte et de transfert des eaux de condensation générées par le climatiseur vers un bac de récupération, et une étape de chauffage des eaux de condensation collectées par le pack batterie pour évaporer les eaux de condensation.
Selon un mode de réalisation, l’étape d’évaporation des eaux de condensation est réalisée pendant une phase de roulage et/ou une phase de recharge du véhicule électrique.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence à la figure unique annexée, qui illustre :
Les termes « inférieur », « supérieur », « haut » et « bas » s’entendront selon leur définition usuelle, dans laquelle les termes « inférieur » et « bas » indiquent une proximité avec le sol plus importante selon la direction verticale que respectivement les termes « supérieur » et « haut ».
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
La illustre un véhicule électrique 1 comprenant un pack batterie 2 alimentant un moteur électrique et un système de climatisation 3 destiné à refroidir de l’air dans un habitacle du véhicule électrique 1.
Les véhicules automobiles à traction ou propulsion électrique ou hybride, comportent un ou plusieurs modules de batteries 17 reliés à un réseau de puissance pour alimenter un moteur électrique (de traction ou de propulsion).
Les modules de batteries 17 sont regroupés dans un carter 16 et forment alors un bloc batterie aussi souvent désigné par l’expression anglaise « pack batterie », ce carter 17 contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement.
On comprendra donc par pack batterie 2, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie 17 contenant au moins une cellule électrochimique générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou plomb.
Le pack batterie 2 est positionné sur une paroi inférieure 7 d’une structure du véhicule électrique 1.
Le système de climatisation est connu et comprend un climatiseur 4 comportant un compresseur qui comprime un fluide caloporteur. Le fluide comprimé qui est chaud, passe dans un radiateur (appelé « condenseur »). Le condenseur peut être muni d'un ventilateur qui force un courant d'air provenant de l’extérieur ou de l’intérieur du véhicule électrique 1 pour refroidir le fluide, augmentant ainsi le rendement de l'échangeur.
Le fluide comprimé est filtré par un déshydrateur. Il traverse un détendeur qui est relié à l'évaporateur. Le fluide se vaporise alors en absorbant des calories de l’habitacle du véhicule électrique 1.
Le système de climatisation comprend en outre au moins un volet d’entrée d’air à l’avant du véhicule pour faire entrer de l’air extérieur dans l’habitacle, des extracteurs d’air, positionnés à différents endroits dans l’habitacle du véhicule pour évacuer l’air vicié et des tuyaux reliant le climatiseur 4 au volet d’entrée et aux extracteurs d’air.
Le climatiseur 4 est positionné à l’avant du véhicule électrique 1.
Selon l’invention, le système de climatisation 3 comprend un bac de récupération 5 des eaux de condensation 6 générées par le climatiseur 4 et un canal de drainage 8 reliant le climatiseur 4 au bac de récupération 5 pour drainer les eaux de condensation 6 du climatiseur 4 vers le bac de récupération 5.
Le climatiseur 4 comprend un compartiment de drainage 11, positionné à une partie inférieure 12 du climatiseur 4, permettant de récupérer l’eau condensée par le condenseur qui ruisselle par gravité vers la partie inférieure 12 du climatiseur 4.
Le canal de drainage 8 est en communication fluidique avec le compartiment de drainage 11 et le bac de récupération 5. Le canal de drainage 8 draine les eaux de condensation 6 depuis le compartiment de drainage 11 vers le bac de récupération 5. Le canal de drainage 8 comprend une première extrémité 13 connectée au compartiment de drainage 11 et une deuxième extrémité 14 connectée à une première paroi latérale 15 du bac de récupération 5. La première paroi latérale 15 est la paroi du bac de récupération 5 qui est la plus proche du climatiseur 4.
Le bac de récupération 5 est avantageusement positionné en regard de la paroi inférieure 7 de la structure du véhicule électrique 1, c’est-à-dire sous le pack batterie 2, entre la paroi inférieure 7 et le sol.
Le bac de récupération 5 est positionné plus bas que le climatiseur 4. Autrement dit, le bac de récupération 5 est plus proche du sol que le climatiseur 4 lorsque le véhicule électrique 1 est positionné sensiblement horizontalement sur le sol.
Avantageusement, le canal de drainage 8 est incliné entre le climatiseur 4 et le bac de récupération 5 permettant de récupérer l’eau condensée qui ruisselle par gravité dans le canal de drainage 8.
Le canal de drainage 8 peut être formé d’un seul tuyau ou de plusieurs tuyaux connectés entres eux. Le canal de drainage 8 est avantageusement rectiligne mais peut présenter des courbures.
Selon un mode de réalisation, le bac de récupération 5 est fixé sur la paroi inférieure 7 de la structure du véhicule électrique 1 par des moyens de fixation telles des vis ou des rivets.
Le bac de récupération 5 comprend une patte 21 fixée sur la paroi inférieure 7 de la structure du véhicule électrique 1 par les moyens de fixation. La patte 21 prolonge perpendiculairement la première paroi latérale 15 du bac de récupération 5, vers l’extérieur du bac de récupération 5.
En variante, la patte 21 peut être fixée sur la paroi inférieure 7 de la structure du véhicule électrique 1 par soudure.
Selon un procédé d’élimination des eaux de condensation 6 possible, le procédé comprend une étape de collecte et de transfert des eaux de condensation 6 générées par le climatiseur 4 vers le bac de récupération 5 qui est suivie par une étape de chauffage des eaux de condensation 6 collectées, par le pack batterie 2 afin d’évaporer les eaux de condensation 6.
Avantageusement, l’étape d’évaporation des eaux de condensation 6 est réalisée pendant une phase de roulage et/ou une phase de recharge du véhicule électrique 1. C’est pendant ces phases que le pack batterie 2 produit le plus de chaleur. La chaleur du pack batterie 2 est ainsi récupérée pour évaporer les eaux de condensation 6.
Le bac de récupération 5 comprend une ouverture supérieure 9 pour permettre l’évaporation des eaux de condensation 6 par la chaleur fournie par le pack batterie 2.
L’ouverture supérieure 9 est positionnée au niveau d’une partie supérieure 18 du bac de récupération 5 qui est en regard de la paroi inférieure 7 de la structure du véhicule électrique 1 et opposée à un fond 19 du bac de récupération 5.
L’ouverture supérieure 9 peut être formée sur une deuxième paroi latérale 22 du bac de récupération 5, opposée à la première paroi latérale 15. La deuxième paroi latérale 22 présente une hauteur plus petite que la première paroi latérale 15.
Le bac de récupération 5 présente une forme parallélépipédique. L’ouverture supérieure 9 peut s’étendre à d’autres parois du bac de récupération 5 telles des troisième et quatrième parois latérales reliées à la première paroi latérale 15 et à la deuxième paroi latérale 22.
En variante, l’ouverture supérieure 9 peut être formée d’un orifice circulaire, par exemple. En variante, l’orifice peut être relié à un tuyau d’évacuation.
Après l’étape de chauffage, le bac de récupération 5 est vide.
Le bac de récupération 5 peut être en plastique, par exemple et résiste à la chaleur générée par le pack batterie 2.
De préférence, le bac de récupération 5 est positionné à l’endroit d’une première moitié avant 10 du pack batterie 2, qui est la moitié la plus proche du climatiseur 4, suivant une direction d’avancement A du véhicule électrique 1.
Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Claims (10)
- Véhicule électrique (1) comprenant un pack batterie (2) alimentant un moteur électrique et un système de climatisation (3) destiné à refroidir de l’air dans un habitacle du véhicule électrique (1), le pack batterie (2) reposant sur une paroi inférieure (7) d’une structure du véhicule électrique (1), le système de climatisation (3) comprenant un climatiseur (4) et un bac de récupération (5) des eaux de condensation (6) générées par le climatiseur (4), caractérisé en ce que le système de climatisation (3) comprend un canal de drainage (8) reliant le climatiseur (4) au bac de récupération (5) pour drainer les eaux de condensation (6) du climatiseur (4) vers le bac de récupération (5), le bac de récupération (5) étant positionné en regard de la paroi inférieure (7) de la structure du véhicule électrique (1) de façon à permettre l’évaporation des eaux de condensation (6) contenues dans le bac de récupération (5).
- Véhicule électrique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bac de récupération (5) comprend une ouverture supérieure (9) pour l’évaporation des eaux de condensation (6).
- Véhicule électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal de drainage (8) est incliné entre le climatiseur (4) et le bac de récupération (5).
- Véhicule électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bac de récupération (5) est fixé sur la paroi inférieure (7) de la structure du véhicule électrique (1).
- Véhicule électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal de drainage (8) est relié à une première paroi latérale (15) du bac de récupération (5), la première paroi latérale (15) étant la paroi du bac de récupération (5) la plus proche du climatiseur (4).
- Véhicule électrique (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bac de récupération (5) comprend une patte (21) prolongeant la première paroi latérale (15) du bac de récupération (5), la patte (21) étant fixée sur la paroi inférieure (7) de la structure du véhicule électrique (1).
- Véhicule électrique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’ouverture supérieure (9) est formée sur une deuxième paroi latérale (22) du bac de récupération (5), opposée à la première paroi latérale (15), la deuxième paroi latérale (22) présentant une hauteur plus petite que celle de la première paroi latérale (15).
- Véhicule électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bac de récupération (5) est positionné à l’endroit d’une première moitié avant (10) du pack batterie (2) la plus proche du climatiseur (4).
- Procédé d’élimination des eaux de condensation (6) générées par un climatiseur (4) d’un système de climatisation d’un véhicule électrique (1) tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 et comprenant un pack batterie (2) alimentant un moteur électrique, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape de collecte et de transfert des eaux de condensation (6) générées par le climatiseur (4) vers un bac de récupération (5), et
- une étape de chauffage des eaux de condensation (6) collectées par le pack batterie (2) pour évaporer les eaux de condensation (6).
- Procédé d’élimination des eaux de condensation (6) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’étape d’évaporation des eaux de condensation (6) est réalisée pendant une phase de roulage et/ou une phase de recharge du véhicule électrique (1).
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