EP3390835A1 - Compresseur électrique - Google Patents

Compresseur électrique

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EP3390835A1
EP3390835A1 EP16806220.6A EP16806220A EP3390835A1 EP 3390835 A1 EP3390835 A1 EP 3390835A1 EP 16806220 A EP16806220 A EP 16806220A EP 3390835 A1 EP3390835 A1 EP 3390835A1
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EP
European Patent Office
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compressor
housing
electric
electronic
motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16806220.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Yannick SOHIER
Lakhdar LARABI
Anthony LUCY
Mimoun ASKEUR
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Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric compressors, and more particularly to an electric supercharger for a motor vehicle.
  • an electric compressor is a device used to supercharge a heat engine, operating with an electric motor driving a compressor wheel and having an electronic assembly.
  • the electric compressor is placed on the air intake line of an internal combustion engine, in addition for example a turbocharger.
  • the electric compressor plays the same role as the turbocharger, namely increase the intake pressure of the fresh gases in the engine, but is used in particular during transient phases to overcome turbocharger response time problems.
  • the electronic assembly is placed between the rear of the wheel and the assembly forming the electric motor.
  • This arrangement of electronics has the disadvantage of being in an area close to the wheel, which area is very hot.
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the devices of the prior art by providing an electric compressor whose disposal of electronics is improved, thus optimizing the size of the compressor and the cooling of the compressor. electronics and engine.
  • the present invention proposes an electric compressor comprising at least one compressor wheel driven by an electric motor assembly controlled by an electronic assembly, the electronic assembly being disposed outside the motor assembly in an electronic housing that is independent of the motor assembly.
  • the electric motor assembly comprises at least one electric motor arranged in a motor housing, the electronic housing 8 being disposed outside the motor housing.
  • the electronic housing is arranged around the motor coaxially with respect to a shaft of the compressor 1.
  • the electronic housing is formed of two sub-housings, an upper housing and a lower housing.
  • the electronic housing is disposed on a rear plate of the compressor wheel.
  • the compressor comprising a cooling circuit arranged inside the lower housing of the electronic housing.
  • the cooling circuit is disposed at the rear of the compressor wheel.
  • the compressor comprising a cover disposed on the electric motor assembly and the electronic assembly.
  • the electric motor is a permanent magnet motor.
  • the invention also relates to the use of the electric compressor according to the claim in an internal combustion engine or fuel cell.
  • FIG. 1 is a schematic sectional representation showing an electric compressor according to the invention.
  • the present invention relates to an electric compressor 1.
  • the term electric compressor 1 an air compressor, volumetric or not and for example centrifugal or radial, driven by an electric motor, for the purpose of supercharging a heat engine.
  • the electric motor is an asynchronous DC or AC motor, or any type of electric motor of the same type.
  • the electric motor is a variable reluctance motor (also called SRM machine for Switched Reluctance Motor according to English terminology).
  • the motor is a permanent magnet motor.
  • FIG. 1 illustrates an example of an electric compressor 1.
  • the electric compressor 1 comprises at least one electric motor assembly 2, and a compressor wheel 3.
  • the electric motor assembly comprises a housing 4 or envelope 4 motor in which is disposed, inside, an electric motor 5.
  • the electric motor 5 comprises at least one rotor and a stator.
  • the electric motor 5 allows the rotation of a shaft 6 of the electric compressor via bearings 7.
  • the shaft 6 thus rotates the wheel 3 of the compressor 1. More precisely one end of the shaft 6 is rotated. by the electric motor, and another end of the shaft 6 rotates the wheel 3 of the compressor.
  • the compressor 1 comprises an electronic assembly 9 for controlling the electric compressor 1.
  • the electronic assembly 9 is disposed outside the engine assembly 2.
  • the electronic assembly 9 is disposed outside the motor housing 4, in an electronic housing 8 independent of the whole 2 engine.
  • This electronic housing 8 serves as a support for the elements of the electronic assembly.
  • the upper portion 81 of the electronic housing 8 serves to support the electronic assembly 9.
  • the lower portion 82 of the electronic housing 8 serves as a housing for the cooling circuit.
  • the electronic housing 8 thus consists of two sub-housings 81, 82, an upper housing 81 and a lower housing 82.
  • lower and upper being defined relative to the compressor wheel 3.
  • the lower sub-housing 82 being the one located closest to the compressor wheel 3.
  • the electronic housing 8 thus forms a ring disposed around the housing 4 engine.
  • the electronic housing 8 is disposed around the electric motor, co-axially relative to the shaft 6 of the compressor.
  • the electronic housing 8 is thus arranged all around the motor assembly 2 along the axis of the shaft 6.
  • the electronic housing 8 is disposed on a rear plate 10 of the compressor wheel 1.
  • the electric compressor 1 thus comprises a cooling circuit 11 located in the sub-housing 82 of the lower housing 8 electronic.
  • the cooling circuit 10 is thus disposed at the wheel 3 of the compressor, that is to say at the rear face 31 of the wheel 3.
  • the cooling circuit 11 is thus disposed at the rock of the electronic assembly 9. More precisely, the cooling circuit 11 is disposed between the rear of the wheel 31 and the electronic assembly 9.
  • Such a configuration optimizes the cooling of the electronic assembly and reduces the size of the compressor.
  • the compressor 1 conventionally comprises a volute 12 allowing the passage of air from the compressor 1.
  • the wheel 3 of the compressor is disposed in the volute 12.
  • the wheel of the compressor 1 is a paddle wheel.
  • the compressor 1 comprises a protective cover 11 arranged on the electric motor assembly 2 and the electronic assembly 9.
  • the cover is fixed to the electronic housing 8.
  • the electronic assembly 9 is fixed to the motor housing 4.
  • the electronic assembly 9 is fixed inside the protective cover 11.
  • a compressor according to the invention is used in a combustion engine, and for example an internal combustion engine or fuel cell.

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Abstract

La présente invention concerne un compresseur électrique 1 comprenant a u moins une roue 3 de compresseur entraînée par un ensemble moteur électrique 2 commandé par un ensemble électronique 9, l'ensemble électronique 9 étant disposé à l'extérieur de l'ensemble moteur 2, dans un logement 8 électronique indépendant de l'ensemble 2 moteur.

Description

COMPRESSEUR ELECTRIQUE
La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation pour véhicule automobile.
Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique entraînant une roue de compresseur et comportant un ensemble électronique.
Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, en complément par exemple d'un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur.
Actuellement, l'ensemble électronique est placé entre l'arrière de la roue et l'ensemble formant le moteur électrique. Cette disposition de l'électronique présente l'inconvénient d'être dans une zone proche de la roue, zone qui est très chaude.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un compresseur électrique dont la disposition de l'électronique est améliorée, permettant ainsi d'optimiser l'encombrement du compresseur et le refroidissement de l'électronique et du moteur.
Pour cela la présente invention propose, un compresseur électrique comprenant au moins une roue de compresseur entraînée par un ensemble moteur électrique commandé par un ensemble électronique l'ensemble électronique étant disposé à l'extérieur de l'ensemble moteur dans un logement électronique indépendant de l'ensemble moteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble moteur électrique comporte au moins un moteur électrique disposé dans un logement moteur, le logement 8 électronique étant disposé à l'extérieur du logement moteur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le logement électronique est disposé autour du moteur co-axialement par rapport à un arbre du compresseur 1.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le logement électronique est formé de deux sous-logements, un logement supérieur et un logement inférieur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le logement électronique est disposé sur une plaque arrière de la roue de compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur comportant un circuit de refroidissement disposé à l'intérieur logement inférieur du logement électronique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement est disposé à l'arrière de la roue du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur comportant un capot disposé sur l'ensemble moteur électrique et l'ensemble électronique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimant permanent.
L'invention concerne également l'utilisation du compresseur électrique selon la revendication dans un moteur à combustion interne ou à pile à combustible D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles:
- la figure 1 est une représentation schématique en coupe montrant un compresseur électrique selon l'invention.
La présente invention concerne un compresseur électrique 1. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique 1, un compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type.
Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise).
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent.
La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 électrique. Le compresseur électrique 1 comprend au moins un ensemble moteur électrique 2, et une roue 3 de compresseur. L'ensemble moteur électrique comprend un logement 4 ou enveloppe 4 moteur dans lequel est disposé, à l'intérieur, un moteur électrique 5. Le moteur électrique 5 comporte au moins un rotor et un stator. Le moteur électrique 5 permet la mise en rotation d'un arbre 6 du compresseur électrique via des roulements 7. L'arbre 6 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 6 est entraînée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 6 entraine en rotation la roue 3 du compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble électronique 9 permettant de commander le compresseur 1 électrique. On entend par ensemble électronique 9, l'électronique de puissance et/ou de contrôle, et par exemple la carte électronique, les composants de filtrage (inductances...), les capacités, les modules de puissance... Dans le cadre de l'invention, l'ensemble électronique 9 est disposé à l'extérieur de l'ensemble moteur 2.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble électronique 9 est disposé à l'extérieur du logement 4 moteur, dans un logement 8 électronique indépendant de l'ensemble 2 moteur. Ce logement 8 électronique sert de support aux éléments de l'ensemble électronique.
Plus précisément la partie supérieure 81 du logement 8 électronique sert de support à l'ensemble 9 électronique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie inférieur 82 du logement 8 électronique sert de logement pour le circuit de refroidissement.
Le logement 8 électronique est ainsi formé de deux sous-logements 81, 82, un logement supérieur 81 et un logement inférieur 82.
Dans le cadre de l'invention, inférieur et supérieur étant défini par rapport à la roue 3 de compresseur. Le sous-logement 82 inférieur étant celui disposé le plus proche de la roue 3 de compresseur.
Le logement 8 électronique forme ainsi un anneau disposé autour du logement 4 moteur.
Selon un mode de réalisation, de l'invention, le logement 8 électronique est disposé autour du moteur électrique, co-axialement par rapport à l'arbre 6 du compresseur.
Le logement 8 électronique est ainsi disposé tout autour de l'ensemble moteur 2 selon l'axe de l'arbre 6.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le logement 8 électronique est disposé sur une plaque arrière 10 de la roue 3 de compresseur 1.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur électrique 1 comporte ainsi un circuit 11 de refroidissement situé dans le sous-logement 82 inférieur du logement 8 électronique.
Le circuit 10 de refroidissement est ainsi disposé à de la roue 3 du compresseur, c'est-à-dire au niveau de la face arrière 31 de la roue 3. Le circuit 11 de refroidissement est ainsi disposé au plus roche de l'ensemble électronique 9. Plus précisément, le circuit 11 de refroidissement est disposé entre l'arrière de la roue 31 et l'ensemble électronique 9.
Une telle configuration optimise le refroidissement de l'ensemble électronique et permet de diminuer l'encombrement du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de manière classique une volute 12 permettant le passage de l'air du compresseur 1. La roue 3 du compresseur est disposée dans la volute 12.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue du compresseur 1 est une roue à aubes.
Selon un mode de réalisation de l'invention illustré figure 2, le compresseur 1 comporte un capot 11 de protection disposé sur l'ensemble moteur électrique 2 et l'ensemble électronique 9.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le capot est fixé au logement 8 électronique.
Dans une première variante de l'invention, l'ensemble électronique 9 est fixé au logement 4 moteur.
Dans une deuxième variante de l'invention, l'ensemble électronique 9 est fixé à l'intérieur du capot 11 de protection. Un compresseur selon l'invention est utilisé dans un moteur à combustion, et par exemple un moteur à combustion interne ou à pile à combustible.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Compresseur électrique (1) comprenant au moins une roue (3) de compresseur entraînée par un ensemble moteur électrique (2) commandé par un ensemble électronique (9), l'ensemble électronique (9) étant disposé à l'extérieur de l'ensemble moteur (2), dans un logement (8) électronique indépendant de l'ensemble (2) moteur.
2. Compresseur électrique (1), selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble moteur électrique (2) comporte au moins un moteur électrique (5) disposé dans un logement (4) moteur, le logement (8) électronique étant disposé à l'extérieur du logement (4) moteur.
3. Compresseur électrique (1), selon une des revendications 1 à 2, dans lequel le logement (8) électronique est disposé autour du moteur co-axialement par rapport à un arbre (6) du compresseur (1).
4. Compresseur électrique (1), selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le logement (8) électronique est formé de deux sous-logements, un logement supérieur (81) et un logement inférieur (82).
5. Compresseur électrique 1, selon une des revendications 1 à 4, dans lequel le logement 8 électronique est disposé sur une plaque arrière 10 de la roue (3) de compresseur (1).
6. Compresseur électrique (1), selon une des revendications 1 à 5, comportant un circuit (11) de refroidissement disposé à l'intérieur logement inférieur (82) du logement (8) électronique.
7. Compresseur électrique (1), selon la revendication 6, dans lequel le circuit 10 de refroidissement est disposé à l'arrière (31) de la roue (3) du compresseur.
8. Compresseur électrique (1), selon une des revendications 1 à 7, comportant un capot (11) disposé sur l'ensemble moteur électrique (2) et l'ensemble électronique (9).
9. Compresseur électrique selon une des revendications 1 à 8, dans lequel le moteur électrique est un moteur à aimant permanent.
10. Utilisation du compresseur électrique selon la revendication 9 dans un moteur à combustion interne ou à pile à combustible.
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