Brevet FR3016395A1 — publié le 20150717

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le refroidissement du moteur thermique et de l'ensemble de motorisation à moteur électrique d'un véhicule automobile hybride. Elle concerne plus particulièrement un système de refroidissement comprenant un premier radiateur d'un circuit de refroidissement du moteur thermique et un second radiateur d'un circuit de refroidissement de l'ensemble de motorisation à moteur électrique. L'invention s'applique notamment dans les véhicules hybrides rechargeables (ou PHEV, de l'anglais "Plug-in Hybrid Electric Vehicle"). ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Comme expliqué par exemple dans la demande de brevet FR 2 815 402, les contraintes de refroidissement des moteurs thermiques diffèrent de celles relatives aux ensembles de motorisation à moteur électrique, en particulier du fait du moteur électrique lui-même et des composants électroniques de puissance qui sont impliqués dans l'alimentation électrique du moteur électrique. Il a ainsi été proposé de prévoir un circuit de refroidissement dédié au refroidissement du moteur thermique et un circuit de refroidissement dédié au refroidissement de l'ensemble de motorisation à moteur électrique. Si ces circuits de refroidissement peuvent avoir des parties communes ou des points de raccordement, ils sont pour l'essentiel distincts de sorte qu'ils peuvent chacun comprendre notamment un radiateur pour le refroidissement, par l'air ambiant, du fluide caloporteur du circuit de refroidissement concerné. OBJET DE L'INVENTION Dans ce contexte, la présente invention propose un système de refroidissement du type indiqué ci-dessus, dans lequel le second radiateur est monté sur le premier radiateur. Ceci permet un assemblage compact des radiateurs et simplifie le montage de l'ensemble ainsi formé sur le véhicule, puisque ce montage peut être réalisé par des moyens de montage prévus sur le premier radiateur. Selon d'autres caractéristiques optionnelles proposées par l'invention : - un condenseur d'un système de climatisation est monté interposé entre le premier radiateur et le second radiateur ; - le second radiateur est monté sur le premier radiateur au moyen d'au moins une patte de fixation qui s'étend sur une partie au moins de l'épaisseur du condenseur ; - le second radiateur est monté sur le premier radiateur à l'opposé du circuit de refroidissement du moteur thermique par rapport au premier radiateur ; - le premier radiateur comprend une face principale, le second radiateur comprend une face principale et la face principale du second radiateur s'étend au droit de la face principale du premier radiateur sur plus de la moitié de la surface de la face principale du premier radiateur ; - le second radiateur comprend au moins une languette verticale de fixation reçue dans un évidement correspondant du premier radiateur ; - la languette présente un clip en saillie qui coopère avec un bord de l'évidement pour fixation du second radiateur au premier radiateur ; - le second radiateur comprend au moins un pion vertical de positionnement reçu dans un évidement correspondant du premier radiateur ; - le premier radiateur et le second radiateur présentent respectivement deux alésages alignés, ce afin de permettre une fixation des radiateurs à l'aide d'un ensemble de type vis-écrou à travers ces alésages, par exemple en cas de casse du clip mentionné ci-dessus ; - le premier radiateur présente quatre pattes de fixation réparties sur sa circonférence qui coopèrent chacune avec un élément correspondant du second radiateur en vue de sa fixation sur le premier radiateur, comme expliqué dans le mode de réalisation présenté ci-après. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente schématiquement un ensemble d'éléments montés à l'avant d'un véhicule, conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble d'éléments du type de ceux visibles de la figure 1 ; et - la figure 3 est une première vue de détail de l'assemblage des deux radiateurs de la figure 2 ; - la figure 4 est une seconde vue de détail de l'assemblage des deux radiateurs de la figure 2; - la figure 5 est une troisième vue de détail de l'assemblage des deux radiateurs de la figure 2; - la figure 6 est une quatrième vue de détail de l'assemblage des deux radiateurs de la figure 2; - la figure 7 est une cinquième vue de détail de l'assemblage des deux radiateurs de la figure 2. La figure 1 représente schématiquement un ensemble d'éléments montés à l'avant d'un véhicule, précisément devant le bloc moteur du véhicule, et dont certains participent à un système de refroidissement du véhicule. Ce véhicule est un véhicule à motorisation hybride et peut ainsi être mu par un moteur thermique ou par un ensemble de motorisation à moteur électrique, cet ensemble de motorisation comprenant un moteur électrique et des composants électriques et électroniques impliqués dans le fonctionnement (et notamment l'alimentation électrique) du moteur électrique. Le système de refroidissement du véhicule comprend un premier radiateur 1 qui fait partie d'un circuit de refroidissement du moteur thermique et un second radiateur 2 qui fait partie d'un circuit de refroidissement de l'ensemble de motorisation à moteur électrique. On utilise en effet deux circuits de refroidissements distincts pour tenir compte des contraintes différentes pour le moteur thermique et pour l'ensemble de motorisation à moteur électrique : les composants électriques et électroniques de l'ensemble de motorisation à moteur électrique ne doivent généralement pas être portés à une température supérieure à 60°C, tandis que le refroidissement du moteur thermique est en général réalisé à une température de l'ordre de 90°C, voire 105°C. Le second radiateur 2 est situé à l'avant du premier radiateur 1 selon la direction usuelle d'avancement du véhicule, c'est-à-dire que le second radiateur 2 est situé à l'opposé du bloc moteur (et donc du circuit de refroidissement du moteur thermique) par rapport au premier radiateur 1. Le second radiateur 2 sera donc le premier rencontré par le flux d'air lorsque le véhicule avance, ce qui permet un refroidissement particulièrement efficace du second radiateur 2 (de par l'absence du masque d'air chaud), et donc de l'ensemble de motorisation à moteur électrique (dont on rappelle qu'il doit généralement fonctionner à des températures inférieures à celles rencontrées pour un moteur thermique). Le second radiateur 2 est monté sur le premier radiateur 1, ce qui permet par exemple d'utiliser le second radiateur 2 comme radiateur additionnel lorsque ce radiateur est nécessaire, typiquement lorsque le véhicule fabriqué correspond à la version à motorisation hybride d'un véhicule qui est produit par ailleurs avec seul un moteur thermique. Un condenseur 4 d'un système de climatisation du véhicule est ici interposé entre le premier radiateur 1 et le second radiateur 2. Précisément, le premier radiateur 1, le condenseur 4 et le second radiateur 2 sont chacun des éléments en forme de plaque, s'étendant essentiellement parallèlement les uns aux autres dans des plans généralement verticaux. Comme cela ressort de ce qui précède, on trouve ces éléments dans cet ordre, de l'avant vers l'arrière du véhicule : le second radiateur 2, le condenseur 4 et le premier radiateur 1. Le second radiateur 2 est monté sur le premier radiateur 1 au moyen d'au moins une patte 11, 21 qui s'étend sur une partie au moins de l'épaisseur du condenseur 4. On prévoit par exemple qu'une patte 11 s'étende à partir du corps principal du premier radiateur 1 vers le second radiateur 2 (c'est-à-dire horizontalement et vers l'avant en position montée sur le véhicule), qu'une patte 21 s'étende à partir du corps principal du second radiateur 2 vers le premier radiateur 1 (c'est-à-dire horizontalement et vers l'arrière en position montée sur le véhicule) et que les deux pattes 11, 21 soient assemblées l'une à l'autre, par exemple comme décrit en détail plus bas. En variante, comme visible en figure 1 pour un autre ensemble de pattes 12, 22, une patte 22 peut s'étendre latéralement à partir du corps du second radiateur 2 tandis qu'une patte 21 s'étend vers l'avant à partir du corps du premier radiateur 1, sur toute l'épaisseur du condenseur 4, les pattes étant assemblées l'une à l'autre, par exemple comme décrit en détail plus bas. Un ventilateur 3 d'un groupe moto-ventilateur est monté à l'arrière du premier radiateur 1, c'est-à-dire à l'opposé du second radiateur 2 (et du condenseur 4) par rapport au premier radiateur 1. Ces éléments (radiateurs 1,2, condenseur 4 et ventilateur 3) sont entourés latéralement par des guides d'air 6. On peut prévoir par ailleurs d'autres éléments à l'avant du véhicule, tel qu'un refroidisseur d'air de suralimentation 5, situé ici latéralement par rapport à l'ensemble formé des deux radiateurs 1,2 et du condenseur 4. Le premier radiateur 1 et le second radiateur 2 ont sensiblement les mêmes dimensions. En particulier, les faces de plus grandes dimensions (faces principales) des deux radiateurs 1, 2 ont des surfaces identiques, ou quasiment identiques, et sont alignées (dans la direction de mouvement du véhicule) de sorte que la face principale du second radiateur 2 s'étend au droit de la face principale du premier radiateur 1 sur une proportion importante de cette dernière (typiquement sur plus de la moitié de la surface de la face principale du premier radiateur, ici sur plus de 90% de la surface de la face principale du premier radiateur 1). La figure 2 représente, sous forme d'une perspective éclatée, un premier radiateur 1, un second radiateur 2 et un condenseur 4, du type de ceux présentés ci-dessus schématiquement en référence à la figure 1. Le premier radiateur 1 comprend une première boite à eau (boite distributrice ou réceptrice d'eau du radiateur) 15, ici réalisée en matière plastique, qui s'étend verticalement (direction Z en figure 2) et forme une extrémité latérale du premier radiateur 1. La boite à eau 15 comprend notamment des embouts de connexion aux autres parties (non représentées) du circuit de refroidissement du moteur thermique. Le premier radiateur 1 comprend une seconde boite à eau, également réalisée en matière plastique, qui ferme l'autre extrémité latérale du premier radiateur 1. La première boite à eau 15 et la seconde boite à eau sont situées de part et d'autre du corps faisceau (assemblages de tubes et d'ailettes métalliques) métallique du premier radiateur 1 ; le faisceau métallique en plus des tubes est formé d'ailettes afin d'augmenter les échanges entre l'air et le fluide caloporteur. Le liquide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur thermique circule, via la première tubulure 15 et la seconde tubulure, à travers le corps métallique du premier radiateur 1 où il se refroidit sous l'effet de l'air ambiant qui traverse le premier radiateur 1 (notamment sous l'effet de l'avancement du véhicule ou sous l'effet de la circulation d'air forcée par le ventilateur fixé à l'arrière du radiateur (non représenté) dans les phases à l'arrêt du véhicule). Des crochets 16 s'étendent vers le haut à partir de la partie arrière de la boite à eau 15 pour montage du ventilateur 3. Des première et seconde cages 17, 18 de réception du condenseur 4 s'étendent vers l'avant à partir de la première boite à eau 15, respectivement de la partie supérieure et de la partie inférieure de la première boite à eau 15. La première cage 17 et la seconde cage 18 viennent enserrer une partie cylindrique 42 du condenseur 4. Des doigts 19 s'étendent, ici en deux endroits, horizontalement vers l'avant à partir de la seconde boite à eau afin de coopérer avec des éléments correspondants (non représentés) de fixation du condenseur 4. La première cage 17, la seconde cage 18 et les doigts 19 forment ainsi des moyens de montage du condenseur 4 sur le premier radiateur 1. Dans le présent mode de réalisation, le premier radiateur 1 comprend en outre quatre pattes qui participent à la fixation du second radiateur 2 sur le premier radiateur 1 : une première patte 11 s'étend horizontalement (direction X), vers l'avant (sens opposé à la flèche X en figure 2), à partir de la seconde boite à eau, dans la moitié supérieure de celle-ci ; une seconde patte 12 s'étend horizontalement vers l'avant à partir de la première cage 17 ; une troisième patte 13 s'étend horizontalement vers l'avant à partir de la seconde boite à eau, dans la moitié inférieure de celle-ci ; une quatrième patte 14 s'étend horizontalement vers l'avant à partir de la seconde cage 18. Le second radiateur 2 comprend également une première boite à eau latérale 25, un corps métallique composé de tubes et d'ailettes et une seconde boite à eau (non référencée). La première boite à eau 25 présente un embout d'arrivée 26 de liquide caloporteur et un embout de sortie 27 de liquide caloporteur qui permettent la connexion du second radiateur 2 aux autres parties du circuit de refroidissement de l'ensemble de motorisation à moteur électrique. Dans le présent mode de réalisation, le second radiateur 2 présente quatre pattes qui participent à sa fixation sur le premier radiateur 1 : une première patte 21 qui s'étend horizontalement vers l'arrière à partir de la seconde boite à eau, dans la moitié supérieure de celle-ci, afin de coopérer en position montée avec la première patte 11 du premier radiateur 1 ; une seconde patte 22 qui s'étend horizontalement latéralement (c'est-à-dire selon la direction Y, dans le sens opposé à la flèche Y en figure 2, autrement dit dans l'épaisseur du second radiateur 2) à partir de la première boite à eau 25, dans la moitié supérieure de celle-ci, afin de coopérer en position montée avec la seconde patte 12 du premier radiateur 1 ; une troisième patte 23 qui s'étend horizontalement vers l'arrière à partir de la seconde boite à eau, dans la moitié inférieure de celle-ci, afin de coopérer en position montée avec la troisième patte 13 du premier radiateur 1 ; une quatrième patte 24 qui s'étend horizontalement latéralement (c'est-à-dire dans l'épaisseur du second radiateur 2) à partir de la première boite à eau 25, dans la moitié inférieure de celle-ci, afin de coopérer en position montée avec la quatrième patte 14 du premier radiateur 1. On explique plus en détail ci-dessous, en référence aux figures 3 à 7, le 10 montage des différentes pattes 21, 22, 23, 24 du second radiateur 2 respectivement sur les pattes 11, 12, 13, 14 du premier radiateur 2. Le second radiateur 2 présente enfin une lèvre (constituée d'une bande d'étanchéité en mousse) supérieure 28 et une lèvre inférieure 29, qui s'étendent respectivement à partir du bord supérieur et du bord inférieur du corps métallique 15 du second radiateur 2. En position montée, la lèvre supérieure 28 et la lèvre inférieure 29 viennent respectivement au contact du bord supérieur et du bord inférieur du condenseur 4 et enserrent donc celui-ci. La figure 3 représente en détail l'assemblage de la première patte 11 du premier radiateur 1 et de la première patte 21 du second radiateur 2. 20 La première patte 21 du second radiateur 2 présente un pion 32 qui s'étend verticalement vers le bas à partir d'une surface horizontale inférieure 30 de cette patte 21. Le pion 32 a ici une forme carré en section horizontale. Lorsque le second radiateur 2 est monté sur le premier radiateur 1, le pion 32 coopère avec un évidement correspondant 34 (ici carré) formé dans la 25 première patte 11 du premier radiateur 1. L'évidement 34 est débouchant dans le présent exemple. On réalise ainsi le positionnement horizontal (c'est-à-dire selon les directions X et Y) du second radiateur 2 par rapport au premier radiateur 1. On remarque en revanche qu'un espace e est prévu entre la face inférieure 30 de la première patte 21 du second radiateur 2 et la face supérieure 30 33 de la première patte 11 du premier radiateur 1 afin d'éviter un contact entre ces faces en tenant compte des tolérances de fabrication. Ainsi, en position montée, la liaison entre la première patte 11 du premier radiateur 1 et la première patte 21 du second radiateur 2 fixe ces éléments l'un par rapport à l'autre dans les directions X et Y mais autorise leur mouvement relatif (limité toutefois aux tolérances de fabrication) selon la direction Z. La figure 4 représente en détail l'assemblage de la seconde patte 12 du premier radiateur 1 et de la seconde patte 22 du second radiateur 2. La seconde patte 22 du second radiateur 2 présente un pion 36 qui s'étend verticalement vers le bas à partir d'une surface horizontale inférieure 37 de cette patte 22. En position montée, le pion 36 s'étend dans une ouverture allongée 38, ici rectangulaire, formée dans la seconde patte 12 du premier radiateur 1. En section horizontale, le pion 36 a une forme carrée tandis que l'ouverture 38 est de forme rectangulaire, avec sa plus petite dimension correspondant à un côté du carré formé par le pion 36, de sorte que le montage du pion 36 dans l'ouverture allongée 38 positionne le second radiateur 2 par rapport au premier radiateur 1 dans la direction X. Le positionnement du pion 36 dans l'ouverture 38 est en revanche libre selon l'axe Y, ce qui permet de rattraper d'éventuels dispersions de fabrication dans cette direction. De même, comme visible sur la figure, un espace est prévu entre la face inférieure 37 de la seconde patte 22 du second radiateur 2 et la face supérieure 39 de la seconde patte 12 du premier radiateur 1 afin de tenir compte des tolérances de fabrication. Ainsi, en position montée, la liaison entre la seconde patte 12 du premier radiateur 1 et la seconde patte 22 du second radiateur 2 fixe ces éléments l'un par rapport à l'autre dans la direction X mais autorise leur mouvement relatif selon la direction Y (dans la mesure de la longueur de l'ouverture 38) et selon la direction Z (dans la mesure où un tel mouvement est de l'ordre des tolérances de fabrication). La figure 5 représente en détail l'assemblage de la troisième patte 13 du premier radiateur 1 et de la troisième patte 23 du second radiateur 2. Un pion 40 s'étend verticalement vers le bas à partir de la face inférieure 50 de la troisième patte 23 du second radiateur 2. Une languette 42 s'étend également vers le bas à partir de cette même face inférieure 50, ici parallèlement au pion 40. La languette 42 présente un clip 44 en saillie (horizontalement) à son extrémité inférieure. En position montée, le pion 40 traverse une ouverture allongée (ici rectangulaire) formée dans la face supérieure 52 de la troisième patte 13 du premier radiateur 1 ; la languette 42 traverse également l'ouverture allongée de sorte que le clip 44 soit positionné au niveau d'une face 54 de la troisième patte 13 tournée vers le bas et coopère avec cette face 54 afin d'assurer la retenue de la languette 42 dans l'ouverture allongée, et donc de retenir la troisième patte 23 du second radiateur 2 par rapport à la troisième patte 13 du premier radiateur 1. On assure également à cette occasion un positionnement vertical (c'est-à-dire selon la direction Z) du second radiateur 2 par rapport au premier radiateur 1. La troisième patte 23 du second radiateur 2 présente un alésage cylindrique 46 d'axe vertical. De même, la troisième patte 13 du premier radiateur 1 présente un alésage cylindrique 48 d'axe vertical. En position montée, les deux alésages 46, 48 sont alignés et permettent donc la fixation de la troisième patte 23 du second radiateur 2 par rapport à la troisième patte 13 du premier radiateur 1 par des moyens classiques de fixation, par exemple de type vis à matériaux tendres. Ainsi, en cas de casse de la languette 42 portant le clip 44 (par exemple lors du démontage du second radiateur 2), il est possible de fixer le second radiateur 2 sur le premier radiateur 1 par ces moyens classiques de fixation. En position montée, la liaison entre la troisième patte 13 du premier radiateur 1 et la troisième patte 23 du second radiateur 2 fixe donc ces éléments l'un par rapport à l'autre dans les directions Y et Z mais prévoit le jeu maximum dans la section de montage et le verrouillage du clip selon la direction X. Les figures 6 et 7 représentent en détail l'assemblage de la quatrième patte 14 du premier radiateur 1 et de la quatrième patte 24 du second radiateur 2. Un pion 56 s'étend verticalement vers le bas à partir de la face inférieure 25 60 de la quatrième patte 24 du second radiateur 2. Une languette 58 s'étend également vers le bas à partir de cette même face inférieure 60, ici parallèlement au pion 56. La languette 58 présente un clip 59 en saillie (horizontalement) à son extrémité inférieure. En position montée, le pion 40 traverse une ouverture allongée (ici 30 rectangulaire) formée dans la face supérieure 62 de la quatrième patte 14 du premier radiateur 1 ; la languette 58 traverse également cette ouverture allongée de sorte que le clip 59 soit positionné au niveau d'une face inférieure 63 de la quatrième patte 14 et coopère avec cette face inférieure 63 afin d'assurer la retenue de la languette 58 dans l'ouverture allongée, et donc de retenir la quatrième patte 24 du second radiateur 2 par rapport à la quatrième patte 14 du premier radiateur 1. On assure également à cette occasion un positionnement vertical (c'est-à-dire selon la direction Z) du second radiateur 2 par rapport au premier radiateur 1, ainsi qu'un positionnement selon la direction X. On a ainsi trois références en X (3 points) qui définissent le plan d'arrêt du second radiateur 2 en X, deux références en Z (2 points) qui définissent la droite d'arrêt du second radiateur 2 en Z et deux références en Y qui définissent l'arrêt en Y du second radiateur 2. La quatrième patte 24 du second radiateur 2 présente par ailleurs un alésage cylindrique 64 d'axe vertical. De même, la quatrième patte 14 du premier radiateur 1 présente un alésage cylindrique 66 d'axe vertical. En position montée, les deux alésages 64, 66 sont alignés et permettent donc la fixation de la quatrième patte 24 du second radiateur 2 par rapport à la quatrième patte 14 du premier radiateur 1 par des moyens classiques de fixation, par exemple de type vis à matériaux tendres. Ainsi, en cas de casse de la languette 58 portant le clip 59 (par exemple lors du démontage du second radiateur 2), il est possible de fixer le second radiateur 2 sur le premier radiateur 1 par ces moyens classiques de fixation. En position montée, la liaison entre la quatrième patte 14 du premier radiateur 1 et la quatrième patte 24 du second radiateur 2 fixe donc ces éléments l'un par rapport à l'autre dans les directions X et Z mais autorise leur mouvement relatif (au sein de l'ouverture allongée susmentionnée) selon la direction Y. REVENDICATIONS1. Système de refroidissement pour véhicule automobile, comprenant : - un premier radiateur (1) d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique ; - un second radiateur (2) d'un circuit de refroidissement d'un ensemble de motorisation à moteur électrique ; caractérisé en ce que le second radiateur (2) est monté sur le premier radiateur (1). 2. Système de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel un condenseur (4) d'un système de climatisation est monté interposé entre le premier radiateur (1) et le second radiateur (2). 3. Système de refroidissement selon la revendication 2, dans lequel le second radiateur (2) est monté sur le premier radiateur (1) au moyen d'au moins une patte de fixation (11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24) qui s'étend sur une partie au moins de l'épaisseur du condenseur (4). 4. Système de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le second radiateur (2) est monté sur le premier radiateur (1) à l'opposé du circuit de refroidissement du moteur thermique par rapport au premier radiateur (1). 5. Système de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier radiateur (1) comprend une face principale, dans lequel le second radiateur (2) comprend une face principale et dans lequel la face principale du second radiateur (2) s'étend au droit de la face principale du premier radiateur (1) sur plus de la moitié de la surface de la face principale du premier radiateur (1). 6. Système de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le second radiateur (2) comprend au moins une languette verticale (42, 58) de fixation reçue dans un évidement correspondant du premier radiateur (1). 7. Système de refroidissement selon la revendication 6, dans lequel la languette présente un clip (44, 59) en saillie qui coopère avec un bord de l'évidement pour fixation du second radiateur (2) au premier radiateur (1). 8. Système de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le second radiateur (2) comprend au moins un pion vertical de positionnement (32, 36, 40, 56) reçu dans un évidement correspondant (38) du premier radiateur (1). 9. Système de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le premier radiateur (1) et le second radiateur (2) présentent respectivement deux alésages alignés (46, 48 ; 64, 66). 10. Système de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le premier radiateur (1) présente quatre pattes de fixation (11, 12, 13, 14) réparties sur sa circonférence qui coopèrent chacune avec un élément correspondant (21, 22, 23, 24) du second radiateur (2).