EP2783456A1 - Ensemble d'entraînement pour véhicule avec refroidissement par fluide caloporteur et air - Google Patents

Ensemble d'entraînement pour véhicule avec refroidissement par fluide caloporteur et air

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Publication number
EP2783456A1
EP2783456A1 EP12781433.3A EP12781433A EP2783456A1 EP 2783456 A1 EP2783456 A1 EP 2783456A1 EP 12781433 A EP12781433 A EP 12781433A EP 2783456 A1 EP2783456 A1 EP 2783456A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat pipe
rotor
drive assembly
motor
heat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12781433.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Daniel Walser
Bruno FRAGNIÈRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP2783456A1 publication Critical patent/EP2783456A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/225—Heat pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a drive assembly for an electric vehicle consisting of an electric motor mounted in cooperation with a wheel of the vehicle, for driving the latter in rotation when the motor is supplied with electrical energy.
  • Electric motors are now commonplace, and their use is now extended to virtually all areas of activity, including the transport sector, including the automobile. Their excellent performance and therefore their low level of consumption, low noise level, compactness, etc., make them more and more attractive in an ever increasing number of applications.
  • this high temperature has an impact negative on the characteristics of the permanent magnets of the engine, when equipped, but also on the reliability of certain mechanical elements such as the bearing and the seal located on the motor output side, in the interface zone with the wheel to which the engine is coupled.
  • the patent application WO2004 / 107535 proposes a rotating electrical machine, in particular for a motor vehicle, provided with cooling means and outward evacuation of the heat produced in the machine.
  • the cooling and evacuation means comprise at least one device comprising a heat transfer fluid capable of absorbing heat from the environment, by a first change of state, and of restoring the environment to the heat, when another change of state, and a circulation path of this fluid between a heat generating zone and an evacuation zone thereof.
  • This concept is usable for alternators, starters or alternator-starters for a motor vehicle.
  • the implantations are intended in particular to evacuate the heat produced by the rectifier, including the diodes.
  • the generators described are further provided with fans arranged to generate a cooling air circuit.
  • a first object of the invention is to provide a drive assembly for a vehicle promoting efficient evacuation of the thermal energy generated during operation.
  • Another object of the invention is to provide a drive assembly for vehicle operating in conditions promoting the service life of the interface joint between the wheel and the engine and avoiding premature deterioration of this seal.
  • the invention provides a drive assembly for an electric vehicle consisting of an electric motor mounted in cooperation with a wheel of the vehicle to drive the latter in rotation when said motor is supplied with electrical energy, the electric motor comprising a rotor rotatably mounted in a stator by means of an inner bearing close to the wheel and an outer bearing remote from the wheel, and a magnetic assembly provided with a portion mounted on the stator and a portion mounted on the rotor, adapted to rotate said rotor, the motor rotor being provided with a heat pipe comprising at least one condensation zone and at least one evaporation zone of a coolant liquid, the evaporation zone of the heat pipe extending axially inside the inner bearing.
  • the solution advantageously provides a drive assembly whose engine comprises one or more heat pipes extending axially from the zone of the bearing and the seal (evaporation zone near the wheel) to the condensation zone provided for in FIG. the engine output, opposite the wheel. Heat pipes are used to collect calories in a hot zone to transmit them, on the other side, to a cold zone.
  • the present solution allows to cool not only the magnetic part of the motor, but also the portion of the inner shaft rolling adjacent to the wheel and internal to the seal.
  • the assembly comprises a coupling zone provided with an adapter and the heat pipe is extended through a seal provided between the motor and the adapter.
  • the axis of the heat pipe is coaxial with the rotor axis.
  • the condensation zone is located in the zone substantially corresponding to the external bearing of the engine.
  • the heat pipe is conical, the widened portion being on the side of the evaporation zone.
  • the heat pipe comprises a heat transfer liquid reservoir provided at the evaporation zone.
  • the axis of the heat pipe forms an angle (alpha) relative to the axis of rotation of the rotor.
  • a plurality of heat pipes are distributed circumferentially along the periphery of the rotor of the motor.
  • the invention also provides an electric motor for driving assembly as mentioned above, comprising a heat pipe whose evaporation zone extends axially inside the inner bearing of the engine. DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG 1 shows a schematic representation of the operating principle of a heat pipe
  • FIG 2 is a section of a drive assembly for electric vehicle
  • FIG. 3 is an enlarged view of a cross section of a drive assembly comprising a heat pipe according to a first embodiment
  • FIG 4 is an enlarged view of a cross section of a drive assembly comprising a heat pipe according to a second embodiment
  • FIG. 5 is an enlarged view of a cross-section of a drive assembly comprising a heat pipe according to a third embodiment
  • FIG 6 is an enlarged view of a cross section of a drive assembly comprising a heat pipe according to a fourth embodiment
  • FIG 7 is a schematic representation of a longitudinal section of a conical heat pipe having a heat transfer fluid reservoir
  • FIG 8 is a schematic representation of a longitudinal section of an electric motor rotor or receiving shaft for a drive assembly, comprising a plurality of heat pipes distributed over the circumference of the axis.
  • a heat pipe 1 is a sealed chamber containing a liquid in equilibrium with its vapor phase, generally in the absence of any other gas.
  • the inner wall of this chamber may be lined with a microporous structure allowing the return of the liquid, by capillarity, the cold zone of the chamber where it comes to condense to the hot part where it evaporates.
  • This microporous structure allows the return of the liquid against the gravity but in some cases, where the forces exerted on the fluid are favorable for its return to the evaporator, it is not necessary.
  • the transfer of heat is therefore effected by transformation of the sensible heat into latent heat. In the absence of any force other than gravity, the return of the liquid by capillarity allows use of the heat pipe in almost all positions.
  • the heat pipe is a reliable system requiring little or no maintenance, low mass and low mechanical inertia, passive, having the ability to transmit high heat flux with a small temperature difference and whose thermal conductivity is higher several hundred times to the thermal conductivity of a copper bar.
  • the heat pipe can operate in all positions (inclined, horizontal) and can be installed on existing engines.
  • the active material of the heat pipes is chosen according to the temperature at which it is desired that the heat pipe works. For example, water, ether or alcohol is used.
  • the heat pipes are preferentially cylindrical in shape, consisting of a tube of good thermal conductivity and if possible metallic. Copper, a very good conductor, is one of the materials used.
  • the heat pipes may also consist of a single hole, blind or opening with heat transfer liquid, the assembly being hermetically sealed after having achieved the vacuum of air.
  • FIG. 2 presents a general layout diagram of an engine 11 in conjunction with a wheel 15 of a vehicle, to form a drive assembly 10 for a vehicle.
  • Such an assembly preferably comprises a coupling zone, in this example an adapter 16, in which the elements are in the presence of oil.
  • a seal 20 is provided between the electric motor 11 and the adapter 16 to prevent the passage of oil to the engine. This seal 20 is often a component likely to deteriorate if the temperature exceeds a certain threshold.
  • the evaporation zone 2 is provided in the zone to be cooled, that is to say under the inner bearing 12 and the seal 20, the evacuation of the calories being at the rotor inlet on which one finds, for example, fins 4 machined or reported to promote cooling.
  • the section of the motor of FIG. 4 shows an insert type heat pipe 6 housed co-axially with the axis AA of the rotor 14, the evaporation zone 2 being placed in the portion to be cooled, that is to say ie inside the inner bearing 12 and the seal 20, the heat dissipation is at the rotor inlet on which there are, for example, fins 4 machined or reported to promote cooling.
  • the thermal pipe / rotor connection is ensured by a special contact paste for high temperature.
  • the lateral positioning of the heat pipe is ensured, for example, by a washer or ring stop.
  • the evaporation zone 2 is in the portion to be cooled, the evacuation of the calories being at the inlet of the modified rotor for better cooling efficiency.
  • the conical shape promotes the return of the heat transfer fluid to the evaporation zone and thereby improves the efficiency of the system.
  • the angle of the cone taking into account the speed of the motor and the diameter of the motor shaft is advantageously between 0.3 and 2 degrees. In this embodiment, use of a contact paste and a hold-in system is not necessary.
  • Figure 6 illustrates a heat pipe arranged in a bore 5 inclined at a defined angle (alpha) taking into account the mechanical strength of the shaft.
  • the angle of inclination (alpha) between 0.3 and 2 degrees, is defined by taking into account parameters such as the motor speed, the diameter of the heat pipe and the diameter of the rotor.
  • the evaporation zone 2 of the heat pipe is in the rotor 14, which allows the maintenance of a temperature acceptable radially internally to the bearing 12 and the seal 20.
  • the evacuation of the calories is made the inlet of the rotor 14 on which is grafted a cooling element such as fins 4 machined or reported.
  • the axial component of the centrifugal force due to the inclined position of the heat pipe promotes the return of the heat transfer fluid and improves the efficiency of the system.
  • the maintenance of the heat pipe in its housing is ensured, for example, by a washer or locking ring.
  • the heat pipe / shaft heat connection is provided by a special high temperature contact paste.
  • FIG. 7 schematically illustrates the implementation of a conical heat pipe bore 5 at the axis of the rotor 14 of the engine to be cooled.
  • the Evaporation zone 2 comprises a reservoir 7 of cylindrical shape arranged at the end of the enlarged zone of the cone. The rotation and the centrifugal force of the shaft drive the liquid 9 of the reservoir against the walls of the latter. Since a large amount of liquid is available for evaporation, the efficiency of the system is thus improved.
  • FIG. 8 Another embodiment shown in the layout diagram of FIG. 8 comprises a plurality of bore-type heat pipes 5 provided in the periphery of the rotor of the motor.
  • the presence of several cooling sources distributed around the tree promotes the evacuation of calories.

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Abstract

Ensemble d'entraînement (10) pour véhicule électrique constitué d'un moteur électrique (11) monté en coopération avec une roue (15) du véhicule, le moteur électrique comportant un rotor (14) monté mobile en rotation dans un stator (19) par l'entremise d'un roulement interne (12) à proximité de la roue (15) et d'un roulement externe (13) à distance de la roue (15), et un ensemble magnétique adapté pour entraîner en rotation ledit rotor, le rotor (14) du moteur étant pourvu d'un caloduc (1 ) comportant au moins une zone de condensation (3) et au moins une zone d'évaporation (2) d'un liquide caloporteur, la zone d'évaporation (2) du caloduc s'étendant axialement à l'intérieur du roulement interne (12).

Description

ENSEMBLE D'ENTRAÎNEMENT POUR VEHICULE AVEC REFROIDISSEMENT PAR FLUIDE CALOPORTEUR ET AIR
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne un ensemble d'entraînement pour véhicule électrique constitué d'un moteur électrique monté en coopération avec une roue du véhicule, pour entraîner cette dernière en rotation lorsque le moteur est alimenté en énergie électrique. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] Les moteurs électriques sont aujourd'hui monnaie courante, et leur utilisation est à présent étendue à pratiquement toutes les sphères d'activités, y compris le domaine des transports, et notamment de l'automobile. Leur excellent rendement et par conséquent leur faible niveau de consommation, leur faible niveau sonore, leur compacité, etc, les rendent de plus en plus attrayants dans un nombre sans cesse grandissant d'applications.
[0003] Pourtant, certains inconvénients importants subsistent malgré les progrès notables survenus en regard de certaines performances. C'est le cas en particulier des problèmes liés à échauffement des moteurs, en particulier pour les applications nécessitant un fonctionnement prolongé et/ou des puissances importantes. En outre, dans la plupart des moteurs électriques, les rotors sont soumis à un échauffement de source électromagnétique important. L'arbre moteur peut de ce fait atteindre des températures de fonctionnement très élevées. Une partie des calories est évacuée par conduction, par les contacts ponctuels du roulement, du cœur du moteur vers l'extérieur du carter et par rayonnement. Cette déperdition de chaleur est d'autant plus faible que ce qui est autour du rotor est très chaud. Elle conduit à une augmentation naturelle de la température du rotor.
[0004] Dans des ensembles d'entraînement pour véhicules électriques tels que celui présenté par exemple à la figure 2, cette température élevée a un impact négatif sur les caractéristiques des aimants permanents du moteur, lorsqu'il en est équipé, mais aussi sur la fiabilité de certains éléments mécaniques tels que le roulement et le joint d'étanchéité situés du coté sortie moteur, dans la zone d'interface avec la roue à laquelle le moteur est couplé.
[0005] La demande de brevet WO2004/107535 propose une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, pourvue de moyens de refroidissement et d'évacuation vers l'extérieur de la chaleur produite dans la machine. Les moyens de refroidissement et d'évacuation comprennent au moins un dispositif comportant un fluide caloporteur susceptible d'absorber de la chaleur de l'environnement, par un premier changement d'état, et de restituer à l'environnement la chaleur, lors d'un autre changement d'état, et une voie de circulation de ce fluide entre une zone de production de la chaleur et une zone d'évacuation de celle-ci. Ce concept est utilisable pour des alternateurs, des démarreurs ou des alterno-démarreurs pour véhicule automobile. En outre, les implantations visent en particulier à évacuer la chaleur produite par le dispositif de redressement, notamment les diodes. Les alternateurs décrits sont par ailleurs munis de ventilateurs disposés de façon à générer un circuit d'air de refroidissement.
[0006] Ce document décrit des modes d'implantation d'un caloduc spécifiques à des alternateurs ou des alterno-démarreurs, qui ne sont pas directement transposables à des ensembles d'entraînement pour véhicules électriques. [0007] Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0008] Tout d'abord, un premier objet de l'invention consiste à prévoir un ensemble d'entraînement pour véhicule favorisant une évacuation efficace de l'énergie thermique générée lors du fonctionnement. [0009] Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un ensemble d'entraînement pour véhicule évoluant dans des conditions favorisant la durée de vie du joint d'interface entre la roue et le moteur et évitant les éventuelles détériorations prématurées de ce joint.
[0010] Pour ce faire, l'invention prévoit un ensemble d'entraînement pour véhicule électrique constitué d'un moteur électrique monté en coopération avec une roue du véhicule afin d'entraîner cette dernière en rotation lorsque ledit moteur est alimenté en énergie électrique, le moteur électrique comportant un rotor monté mobile en rotation dans un stator par l'entremise d'un roulement interne à proximité de la roue et d'un roulement externe à distance de la roue, et un ensemble magnétique pourvu d'une portion montée sur le stator et une portion montée sur le rotor, adapté pour entraîner en rotation ledit rotor, le rotor du moteur étant pourvu d'un caloduc comportant au moins une zone de condensation et au moins une zone d'évaporation d'un liquide caloporteur, la zone d'évaporation du caloduc s'étendant axialement à l'intérieur du roulement interne.
[0011] La solution prévoit avantageusement un ensemble d'entraînement dont le moteur comporte un ou plusieurs caloducs s'étendant axialement depuis la zone du roulement et du joint (zone d'évaporation à proximité de la roue) vers la zone de condensation prévue à la sortie du moteur, à l'opposée de la roue. Les caloducs servent à prélever des calories dans une zone chaude pour les transmettre, de l'autre coté, à une zone froide. [0012] La présente solution permet de refroidir non seulement la partie magnétique du moteur, mais aussi la portion de l'arbre interne au roulement adjacent à la roue et interne au joint.
[0013] Cette solution permet par ailleurs d'améliorer l'évacuation des calories de la zone la plus chaude du rotor en associant à l'ensemble tournant un moyen d'échange thermique performant et fiable. [0014] La présente solution est particulièrement avantageuse en tant que moyen de refroidissement interne des rotors de moteurs, en particulier de haute performance, utilisés par exemple dans la motorisation des véhicules électriques. [0015] Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble comporte une zone de couplage pourvue d'un adapteur et le caloduc se prolonge à travers un joint d'étanchéité prévu entre le moteur et l'adapteur.
[0016] Selon un autre mode de réalisation avantageux, l'axe du caloduc est coaxial à l'axe du rotor.
[0017] De manière avantageuse, la zone de condensation est localisée dans la zone correspondant sensiblement au roulement externe du moteur. [0018] Egalement de manière avantageuse, le caloduc est conique, la portion élargie étant du côté de la zone d'évaporation.
[0019]Selon une autre variante de réalisation, le caloduc comporte un réservoir de liquide caloporteur prévu au niveau de la zone d'évaporation.
[0020]Selon encore un autre mode de réalisation, l'axe du caloduc forme un angle (alpha) par rapport à l'axe de rotation du rotor.
[0021]Selon encore un autre mode de réalisation, une pluralité de caloducs sont répartis circonférentiellement le long du pourtour du rotor du moteur.
[0022] L'invention prévoit également un moteur électrique pour ensemble d'entraînement tel qu'évoqué précédemment, comportant un caloduc dont la zone d'évaporation s'étend axialement à l'intérieur du roulement interne du moteur. DESCRIPTION DES FIGURES
[0023]Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 8, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles:
-la figure 1 montre une représentation schématique du principe de fonctionnement d'un caloduc ;
-la figure 2 est une coupe d'un ensemble d'entraînement pour véhicule électrique ;
-la figure 3 est une vue agrandie d'une coupe transversale d'un ensemble d'entraînement comportant un caloduc selon un premier mode de réalisation ;
-la figure 4 est une vue agrandie d'une coupe transversale d'un ensemble d'entraînement comportant un caloduc selon un deuxième exemple de réalisation ;
-la figure 5 est une vue agrandie d'une coupe transversale d'un ensemble d'entraînement comportant un caloduc selon un troisième mode de réalisation; -la figure 6 est une vue agrandie d'une coupe transversale d'un ensemble d'entraînement comportant un caloduc selon un quatrième exemple de réalisation ;
-la figure 7 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale d'un caloduc de forme conique comportant un réservoir de fluide caloporteur ;
-la figure 8 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale d'un rotor de moteur électrique ou d'arbre récepteur pour un ensemble d'entraînement, comportant une pluralité de caloducs répartis sur la circonférence de l'axe.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0024]Tel que montré schématiquement à la figure 1 , un caloduc 1 est une enceinte hermétique contenant un liquide en équilibre avec sa phase vapeur, généralement en l'absence de tout autre gaz. La paroi interne de cette enceinte peut être tapissée d'une structure microporeuse permettant le retour du liquide, par capillarité, de la zone froide de l'enceinte où il vient se condenser vers la partie chaude où il s'évapore. Cette structure microporeuse permet le retour du liquide contre la gravité mais dans certains cas, où les forces s'exerçant sur le fluide sont favorables à son retour vers l'évaporateur, elle n'est pas nécessaire. Le transfert de chaleur s'effectue donc par transformation de la chaleur sensible en chaleur latente. [0025] En l'absence de toute force autre que la gravité, le retour du liquide par capillarité permet une utilisation du caloduc dans presque toutes les positions.
[0026] Le caloduc est un système fiable demandant peu ou pas d'entretien, de faible masse et de faible inertie mécanique, passif, ayant les capacités de transmettre des flux thermiques élevés avec un faible écart de température et dont la conductibilité thermique est supérieure de plusieurs centaines de fois à la conductibilité thermique d'une barre de cuivre. Le caloduc peut fonctionner dans toutes les positions (inclinée, horizontale) et peut être installé sur des moteurs déjà existants.
[0027] Le matériau actif des caloducs, celui qui s'évapore et se condense, est choisi en fonction de la température à laquelle on veut que le caloduc fonctionne. On utilise par exemple de l'eau, de l'éther ou de l'alcool. [0028] Les caloducs sont de forme préférentiellement cylindrique, constitués d'un tube de bonne conductibilité thermique et si possible métallique. Le cuivre, très bon conducteur, est un des matériaux utilisés.
[0029] Les caloducs peuvent aussi être constitués d'un simple trou, borgne ou débouchant avec liquide caloporteur, l'ensemble étant fermé hermétiquement après avoir réalisé le vide d'air.
[0030] En vue d'une implantation dans le moteur électrique d'un ensemble d'entraînement selon l'invention, plusieurs types d'agencements de caloduc sont décrits dans ce qui suit.
[0031] La figure 2 présente un schéma d'implantation général d'un moteur électrique 11 en liaison avec une roue 15 d'un véhicule, pour former un ensemble d'entraînement 10 pour véhicule. Un tel ensemble comporte de préférence une zone de couplage, dans cet exemple un adapteur 16, dans lequel les éléments sont en présence d'huile. Un joint d'étanchéité 20 est prévu entre le moteur électrique 11 et l'adapteur 16 pour éviter le passage de l'huile vers le moteur. Ce joint 20 est souvent un composant susceptible de se détériorer si la température excède un certain seuil.
[0032] Dans ce qui suit, diverses solutions sont présentées afin de permettre de favoriser l 'évacuation de la chaleur au niveau du moteur en général, mais aussi au niveau de la zone du joint d'étanchéité 20.
[0033]Tel que montré dans la coupe du moteur de la figure 3, un perçage 5, pratiqué dans le rotor 14, fermé hermétiquement avec un liquide caloporteur choisi en fonction de la température de fonctionnement souhaitée, constitue le caloduc.
[0034] La zone d'évaporation 2 est prévue dans la zone à refroidir, c'est-à-dire sous le roulement interne 12 et le joint d'étanchéité 20, l'évacuation des calories se faisant à l'entrée du rotor sur lequel on trouve, par exemple, des ailettes 4 usinées ou rapportées pour favoriser le refroidissement.
[0035] La coupe du moteur de la figure 4 montre un caloduc de type insert 6 logé co-axialement avec l'axe A-A du rotor 14, la zone d'évaporation 2 étant placée dans la portion à refroidir, c'est-à-dire à l'intérieur du roulement interne 12 et du joint d'étanchéité 20, l'évacuation des calories se faisant à l'entrée du rotor sur lequel on trouve, par exemple, des ailettes 4 usinées ou rapportées pour favoriser le refroidissement. La liaison thermique caloduc/rotor est assurée par une pâte spéciale de contact pour haute température. Le positionnement latéral du caloduc est assuré, par exemple, par un rondelle ou anneau d'arrêt.
[0036]Tel que montré dans la coupe du moteur de la figure 5, un perçage 5 conique usiné et fermé hermétiquement avec un liquide caloporteur choisi en fonction de la température de fonctionnement souhaitée, constitue le caloduc. La zone d'évaporation 2 se trouve dans la portion à refroidir, l'évacuation des calories se faisant à l'entrée du rotor modifiée pour une meilleure efficacité de refroidissement.
[0037]Grâce à la composante axiale de la force centrifuge, la forme conique favorise le retour du fluide caloporteur vers la zone d'évaporation et de ce fait améliore l'efficacité du système. L'angle du cône prenant en compte la vitesse du moteur et le diamètre de l'arbre moteur est avantageusement compris entre 0,3 et 2 degrés. Dans ce mode de réalisation, l'utilisation d'une pâte de contact et d'un système de maintien en position ne sont pas nécessaires.
[0038] La figure 6 illustre un caloduc aménagé dans un alésage 5 incliné suivant un angle défini (alpha) en prenant en compte la résistance mécanique de l'arbre. L'angle d'inclinaison (alpha), compris entre 0,3 et 2 degrés, est défini en prenant en compte les paramètres tels que la vitesse du moteur, le diamètre du caloduc et le diamètre du rotor.
[0039] La zone d'évaporation 2 du caloduc se trouve dans le rotor 14, ce qui permet le maintien d'une température acceptable radialement intérieurement au roulement 12 et au joint d'étanchéité 20. L'évacuation des calories se fait à l'entrée du rotor 14 sur lequel vient se greffer un élément favorisant le refroidissement tel que des ailettes 4 usinées ou rapportées. [0040] La composante axiale de la force centrifuge due à la position inclinée du caloduc favorise le retour du fluide caloporteur et améliore l'efficacité du système. Le maintien du caloduc dans son logement est assuré, par exemple, par une rondelle ou anneau de verrouillage. La liaison thermique caloduc/arbre est assurée par une pâte de contact spéciale haute température.
[0041] La figure 7 illustre de façon schématique l'implantation d'un caloduc conique de type alésage 5 au niveau de l'axe du rotor 14 du moteur à refroidir. La zone d'évaporation 2 comprend un réservoir 7 de forme cylindrique aménagé à l'extrémité de la zone élargie du cône. La rotation et la force centrifuge de l'arbre entraînent le liquide 9 du réservoir contre les parois de ce dernier. Une grande quantité de liquide étant disponible pour évaporation, le rendement du système se trouve ainsi amélioré.
[0042] Un autre mode de réalisation montré dans le schéma d'implantation de la figure 8 comporte une pluralité de caloducs de type alésage 5 prévus dans le pourtour du rotor du moteur. La présence de plusieurs sources de refroidissement réparties autour de l'arbre favorise l'évacuation des calories.
[0043] Les Figures et leurs descriptions faites ci-dessus illustrent l'invention plutôt qu'elles ne la limitent. En particulier, l'invention et ses différentes variantes viennent d'être décrites en relation avec un exemple particulier comportant un ensemble d'entraînement dans lequel le moteur est connecté à la roue au niveau de la portion radialement extérieure de la roue.
[0044] Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l'invention peut être étendue à d'autres modes de réalisation dans lesquels en variantes, le moteur coopère avec une roue à un point de connexion situé à une autre position radiale, voire au centre de la roue.
[0045] Les signes de références dans les revendications n'ont aucun caractère limitatif. Les verbes "comprendre" et "comporter" n'excluent pas la présence d'autres éléments que ceux listés dans les revendications. Le mot "un" précédant un élément n'exclue pas la présence d'une pluralité de tels éléments.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble d'entraînement (10) pour véhicule électrique constitué d'un moteur électrique (11) monté en coopération avec une roue (15) du véhicule afin d'entraîner cette dernière en rotation lorsque ledit moteur est alimenté en énergie électrique, le moteur électrique comportant un rotor (14) monté mobile en rotation dans un stator (19) par l'entremise d'un roulement interne (12) à proximité de la roue (15) et d'un roulement externe (13) à distance de la roue (15), et un ensemble magnétique pourvu d'une portion montée sur le stator et une portion montée sur le rotor, adapté pour entraîner en rotation ledit rotor, le rotor (14) du moteur étant pourvu d'un caloduc (1 ) comportant au moins une zone de condensation (3) et au moins une zone d'évaporation (2) d'un liquide caloporteur, caractérisé en ce que la zone d'évaporation (2) du caloduc s'étend axialement à l'intérieur du roulement interne (12).
2. Ensemble d'entraînement selon la revendication 1 , comportant une zone de couplage pourvue d'un adapteur (16) et dans lequel le caloduc (1) se prolonge à travers un joint d'étanchéité (20) prévu entre le moteur (11 ) et l'adapteur (16).
3. Ensemble d'entraînement selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la zone de condensation (3) est localisée dans la zone correspondant sensiblement au roulement externe (13) du moteur.
4. Ensemble d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le caloduc est conique, la portion élargie étant du côté de la zone d'évaporation (2).
5. Ensemble d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le caloduc comporte un réservoir (7) de liquide caloporteur prévu au niveau de la zone d'évaporation.
6. Ensemble d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'axe du caloduc (1) est coaxial à l'axe du rotor (14).
7. Ensemble d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'axe (C-C) du caloduc forme un angle (alpha) par rapport à l'axe de rotation (A-A) du rotor.
8. Ensemble d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel une pluralité de caloducs (1 ) sont répartis circonférentiellement le long du pourtour du rotor (14).
9. Moteur électrique (11 ) pour ensemble d'entraînement (10) selon l'une des revendications 1 à 8, comportant un caloduc (1 ) dont la zone d'évaporation (2) s'étend axialement à l'intérieur du roulement interne (12) du moteur.
10. Moteur électrique (11) selon la revendication 9, dans lequel le caloduc (1 ) se prolonge à travers un joint d'étanchéité (20) prévu entre le moteur (11 ) et un adapteur (16) de l'ensemble d'entraînement (10).
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