Quiet Electrical cooling Fan module (Qe-FAN)

点击翻译按钮获取中文摘要

Acceptability of electrical vehicles by the society requires an increase of the autonomy and a quick charge of these vehicles. To increase the autonomy, the consumption of the classical heat and ventilation air-conditioning system must be reduced, which calls for the need of a heat pump and an overall more powerful fan system. To reduce the charging time requires to dissipate more heat in the vehicle underhood compartment and on the vehicle charging station, which again calls for more powerful cooling ventilation systems. In both cases, noise is significantly increased, most noticeably in urban areas and at night. The project thus proposes to design electrical cooling modules that are optimized acoustically to meet present noise specifications in urban zones, by combining both active and passive control of fan noise. The methodology will also be innovative and will rely on an original combination of direct aeroacoustic simulations of full modules, the dimension of which will be parametrized and can be adjusted automatically within the Computer-Aided Design software. To efficiently compute the noise of such complex systems, the Lattice Boltzmann Method is selected as it is presently the most efficient simulation technique to obtain acoustic signature in low speed applications. Such a method will allow to quickly iterate on the shape parameters of the module and the fan, and therefore to test various techniques of passive noise reduction to yield a final prototype that is significantly quieter than the initial module. Several experimental aeroacoustic methods will be used in parallel to validate the new concepts.#(cr)#(lf)Les conditions d'acceptabilité du véhicule électrique par la société civile passent par l'augmentation de l'autonomie et une charge rapide de ces véhicules. Pour augmenter l'autonomie, il faut réduire la consommation du chauffage et de la climatisation ce qui nécessite une pompe à chaleur et un système de ventilation plus puissant. Diminuer le temps de charge impose une très forte puissance thermique à dissiper sur le véhicule et la borne de recharge ce qui de nouveau requiert des systèmes de ventilation plus puissants. Dans les deux cas on a une augmentation notable du bruit, et ce fortement en ville et durant la nuit. Le projet propose donc de concevoir des modules de refroidissement électriques optimisés acoustiquement qui respectent les normes de bruit actuelles dans un environnement urbain, et ce en combinant des méthodes actives et passives de contrôle du bruit du système de ventilation. La méthodologie sera également novatrice et s'appuiera sur une combinaison originale de simulations directes aéro-acoustiques des modules complets, dont les dimensions seront paramétrées et ajustables sous le logiciel de conception assistée par ordinateurs. Pour calculer efficacement le bruit de tels systèmes à géométrie complexe, la méthode de Boltzmann sur réseaux sur maillage cartésien sera retenue. Cette méthode permettra d'itérer rapidement sur les paramètres de forme du module et des pales des ventilateurs et donc de tester diverses techniques de réduction de bruit passive pour aboutir à un prototype final de module significativement plus silencieux que le module initial. Plusieurs méthodes expérimentales aéro-acoustiques seront utilisées en parallèle pour valider les nouveaux concepts.