EP3891872A1 - Machine electrique tournante comprenant un dispositif de refroidissement - Google Patents

Machine electrique tournante comprenant un dispositif de refroidissement

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Publication number
EP3891872A1
EP3891872A1 EP19809504.4A EP19809504A EP3891872A1 EP 3891872 A1 EP3891872 A1 EP 3891872A1 EP 19809504 A EP19809504 A EP 19809504A EP 3891872 A1 EP3891872 A1 EP 3891872A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling device
wall
electric machine
internal
external wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19809504.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Tisserand
Patrycja SENDOR
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.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3891872A1 publication Critical patent/EP3891872A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
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    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the field of the present invention is that of cooling devices for rotating electrical machines and more particularly for rotating electrical machines intended to be integrated in a hybrid powertrain of a motor vehicle.
  • a known cooling device comprises an internal wall and an external wall delimiting an internal volume in which circulates a coolant, the cooling device extending circumferentially around an axis of rotation of the rotary electric machine, the internal wall and the external wall being parallel to each other along the axis of rotation of the rotary electric machine.
  • the internal volume takes the form of a hollow tube with a first axial end and a second axial end having an identical radial dimension.
  • the cooling device When the rotating electric machine is housed in a clutch housing, the cooling device is installed radially inside the housing. Thus, it is necessary that the cooling device, and more particularly the external wall of the cooling device, can be housed inside the bell.
  • the partition which delimits the bell may include a reduction in its radial dimension, along the axis of the rotary electric machine.
  • the known cooling devices are not adapted to take account of this reduction in size, which generates a limitation of the internal volume which negatively impacts the capture of the calories generated by the rotary electric machine.
  • the object of the present invention is to propose a cooling device making it possible to respond at least in part to the drawbacks mentioned above and to lead in addition to other advantages. So this The object of the invention is to allow the internal volume of the cooling device to be increased, while allowing the cooling device to be inserted into a bell housing the rotary electric machine. On the other hand, the invention aims to promote the circulation of the cooling fluid inside the internal volume, in particular to promote the dissipation of the calories generated by the rotary electrical machine by the cooling fluid.
  • a rotary electrical machine comprising a stator and a rotor movable in rotation about an axis of rotation relative to the stator, the rotary electrical machine comprising a cooling device at the periphery of stator and rotor, the cooling device extending circumferentially around the axis of rotation and comprising an internal wall and an external wall, the internal wall and the external wall defining at least partially an internal volume in which a fluid circulates cooling, the internal volume being defined by a first thickness measured at a first axial end of the cooling device and by a second thickness measured at a second axial end of the cooling device, the first thickness and the second thickness being different.
  • the cooling device makes it possible to dissipate the calories generated by the rotary electric machine, and in particular by the rotation of the rotor relative to the stator due to the passage of an electric current in electric coils of the stator causing the formation of a magnetic field responsible for the rotation of the rotor relative to the stator.
  • the rotor is coupled in rotation to a drive shaft, thereby allowing the drive shaft to rotate about the axis of rotation during the rotation of the rotor.
  • the cooling device is connected to a cooling circuit, forming a loop, allowing the circulation of a cooling fluid in the cooling circuit, the cooling fluid transferring the calories generated by the rotary electric machine to the circuit of cooling.
  • the first axial end of the cooling device is for example thicker, measured radially, than the second axial end of this cooling device.
  • the outer wall is located radially outside the inner wall.
  • the outer wall and the inner wall both extend circumferentially around the axis of rotation.
  • the first axial end and the second axial end of the cooling device are defined relative to the axis of rotation of the rotary electrical machine.
  • the first end and the second end are oriented respectively towards a front zone and a rear zone of the rotary electric machine.
  • the first thickness is measured between an internal face of the internal wall and an internal face of the external wall, at the level of the first axial end.
  • the second thickness is measured between the internal face of the internal wall and the internal face of the external wall, at the level of the second axial end.
  • the internal face of the internal wall and the internal face of the external wall are oriented towards the interior of the internal volume defined at least partially by the internal wall and the external wall.
  • the internal faces referred to here are those which are in contact with the cooling fluid when the latter is present in the internal volume.
  • the cooling device comprises a conical portion which extends along the axis of rotation. It is thus understood that a portion of the outer wall is not parallel to the inner wall, and converges thereon.
  • the second thickness is less than the first thickness.
  • the radial dimension of the cooling device at the second portion is less than the radial dimension of the cooling device at the first portion, facilitating the insertion of the cooling device into a clutch housing of the gearbox.
  • the rotary electric machine is intended to be housed in a clutch bell, in particular according to an axial translational movement, the second axial end of the cooling device being intended to be oriented towards a bottom of an internal space delimited by a partition of the clutch bell.
  • the second thickness may be zero.
  • This configuration allows the internal volume to be increased by extending the cooling device axially, thus promoting the capture of calories from an axial fringe of the stator.
  • This configuration also makes it possible to reduce the thickness of the cooling device along the axis of rotation of the rotary electric machine, thus allowing the insertion of the rotary electric machine, and more particularly of the cooling device, in a bell of clutch of a gearbox.
  • This configuration makes it possible to promote the cooling of the rotary electrical machine by modifying the circulation of the cooling fluid circulating inside the internal volume.
  • the modification of the thickness of the cooling device between the first thickness and the second thickness makes it possible to generate a turbulent flow of the cooling fluid in comparison with a known configuration in which the cooling device comprises a single thickness, the flow of the cooling fluid circulating inside the internal volume of a known cooling device then being a laminar flow.
  • the cooling device advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements can be taken alone or in combination:
  • the internal wall and the external wall are directly intersecting between them.
  • the rotary electrical machine comprises a point of intersection between the internal wall and the external wall.
  • the second thickness is zero;
  • the cooling device comprises a conical portion which extends along the axis of rotation. This conical portion is the area of the internal volume which follows the profile of the partition of the clutch bell;
  • the outer wall includes an axial extension which is supported against the inner wall.
  • This configuration thus allows the internal wall and the external wall, in order to ensure the tightness of the cooling device, and more particularly of the internal volume of the cooling device in which the cooling fluid circulates.
  • the axial extension makes it possible to increase the contact surface between the internal wall and the external wall, and more particularly that of a second portion of the external wall.
  • the internal wall and the external wall are joined together by welding or brazing.
  • An increase in the contact surface between the internal wall and the external wall due to the axial extension makes it possible to increase the surface of welding or soldering;
  • the outer wall comprises a first portion and a second portion, the first portion being substantially parallel to the inner wall and the second portion being in contact with the inner wall.
  • the first portion and the second portion are positioned relative to each other in the axial orientation.
  • the second portion extends the first portion.
  • the first portion forms an angle of inclination with the second portion, said angle of inclination being strictly greater than 90 ° and strictly less than 180 °.
  • the angle of inclination is between 135 ° and 175 °;
  • the inner wall and the outer wall are welded or brazed together.
  • the inner wall and the outer wall are in particular welded or brazed together at the first axial end and / or the second axial end.
  • a radial extension flange may be provided interposed between the internal wall and the external wall, said flange being welded or brazed both on the internal wall and on the outer wall.
  • This configuration ensures the tightness of the cooling device, and more particularly of the internal volume defined between the external wall and the internal wall.
  • the internal wall is welded or brazed to an extension of the external wall.
  • the internal volume is sealed by a sealing device, and in particular by a seal, located between the inner wall and the outer wall, and in particular at the first axial end and / or the second axial end;
  • the rotor is located radially inside the stator.
  • the stator is inserted radially between the rotor and the cooling device.
  • This configuration makes it possible to promote the cooling of the rotary electric machine, and in particular of the stator, the electric coils of the stator producing calories when an electric current flows through them in order to set the rotor in motion relative to the stator.
  • the cooling device, and in particular the internal wall of the cooling device is hot-fitted on the stator, promoting the heat exchange between the stator and the cooling device and thus improving the transport of the calories generated by the stator; a maximum axial dimension of the internal wall of the cooling device is at least equal to a minimum axial dimension of the stator.
  • the axial dimension of the internal wall is measured between the first axial end and the second axial end of the cooling device.
  • the axial dimension of the stator is measured between a first axial end of the stator and a second axial end of the stator located opposite the stator relative to the first axial end of the stator, in the axial orientation.
  • the invention also relates to a clutch bell of a gearbox, comprising a partition delimiting an internal space of the clutch bell which house the rotor, the stator and the cooling device, a first portion of the external wall. of the cooling device being substantially parallel to a first part of the partition of the clutch housing, a second portion of the external wall of the cooling device being substantially parallel to a second part of the partition of the clutch housing.
  • the first part and the second part of the partition are arranged relative to each other in the axial orientation. This configuration thus makes it possible to maximize the internal volume of the cooling device, and therefore to promote the dissipation of the calories generated by the stator, by increasing the axial dimension of the cooling device while decreasing the radial dimension of the latter at the level of the second portion of the external wall, so that the second portion cooperates with the second portion of the bulkhead of the clutch housing.
  • the clutch bell referred to above may comprise a connection point between the first part and the second part of the partition of the clutch bell which is substantially aligned axially, and along a straight line perpendicular to the axis of rotation, with a junction point between the first portion and the second portion of the external wall of the cooling device.
  • a clutch module can be housed in the clutch housing, in particular in the rotary electrical machine.
  • the invention also covers a gearbox for a hybrid powertrain of a motor vehicle, comprising a gearbox casing, at least one set of gears and a rotary electric machine as described in this document, or a clutch bell as detailed above, the gear assembly and the rotary electrical machine both being housed in the gearbox housing.
  • the invention finally covers a hybrid powertrain of a motor vehicle, comprising a rotary electric machine as described in the present document, a clutch bell as described above or a gearbox as described above, the hybrid powertrain further comprising an internal combustion engine and a clutch module.
  • the rotating electric machine makes it possible, for example, to ensure the propulsion of the vehicle, independently or in combination with the internal combustion engine, or even the starting of the internal combustion engine, or else to function as a generator by producing energy.
  • electrical intended to be stored in an electrical energy storage device such as an electric battery of the vehicle, from the mechanical energy produced by the internal combustion engine or by the inertia of the vehicle.
  • the rotary electrical machine is associated with an electrical energy storage device.
  • the coolant is a coolant. More particularly, the coolant is an aqueous solution comprising ethylene glycol.
  • an aqueous solution comprising ethylene glycol allows the use of a cooling circuit comprising such a cooling fluid in a vehicle intended to be used or stored by negative atmospheric temperatures, the ethylene glycol allowing to decrease the solidification temperature of the aqueous solution.
  • the vehicle is a motor vehicle. More particularly, the motor vehicle is a car or a truck.
  • the hybrid powertrain according to the invention allows the movement of the motor vehicle using the rotating electric machine and / or the internal combustion engine as the means of propulsion of the motor vehicle. This configuration makes it possible to have a hybrid powertrain whose rotary electric machine has the advantages conferred by the cooling device.
  • the hybrid powertrain advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements can be taken alone or in combination:
  • the electrical energy storage device is an electric battery;
  • the hybrid powertrain includes a clutch module, said second clutch module in comparison with the clutch module, said first clutch module coupling the rotary electric machine and the internal combustion engine, the second module clutch being configured to couple the gearbox with the rotating electric machine and / or the internal combustion engine;
  • the second clutch module comprises a first clutch and a second clutch respectively coupled to the rotary electrical machine and to the internal combustion engine;
  • the first clutch and the second clutch are arranged in a radial configuration, in which one of the first clutch or the second clutch is located radially inside the other. So alternatively, the first clutch and the second clutch are arranged in an axial configuration, in which one of the first clutch or the second clutch is located axially forward relative to the other; the second clutch module is a wet clutch module, in which a liquid provides lubrication and / or cooling of the components of the second clutch module. Alternatively, the second clutch module is a dry clutch module;
  • the internal combustion engine is a spark-ignition engine, also known as a “gasoline engine”, or a compression-ignition engine, also known as a “diesel engine”.
  • FIG. 1 illustrates a sectional view of an exemplary embodiment of a rotary electrical machine according to the first aspect of the invention
  • FIG. 2 illustrates a partial view of a section of a first embodiment of a rotary electrical machine according to the first aspect of the invention housed in a clutch bell;
  • FIG. 3 illustrates a partial view of a section of the rotary electric machine illustrated in Figure 2 and focused on the cooling device;
  • FIG. 4 illustrates a partial view of a section of a second embodiment of a rotary electrical machine according to the first aspect of the invention
  • FIG. 5 illustrates a schematic representation of an embodiment of a hybrid powertrain according to the second aspect of the invention.
  • Figure 1 illustrates a sectional view of an exemplary embodiment of a rotary electrical machine 1 according to the first aspect of the invention.
  • the rotary electric machine 1 comprises a stator 2 and a rotor 4 movable in rotation about an axis of rotation O relative to the stator 2.
  • the rotary electric machine 1 also comprises a cooling device 6, the stator 2 being inserted radially between the rotor 4 and the cooling device 6.
  • the stator 2, the rotor 4 and the cooling device 6 extend circumferentially over 360 ° around the axis of rotation O.
  • the stator 2 comprises a plurality of electric coils 8 regularly angularly distributed around the axis of rotation O, each electric coil 8 being formed of a metal tooth 10 around which a metal wire 12 is surrounded.
  • each electric coil 8 being formed of a metal tooth 10 around which a metal wire 12 is surrounded.
  • the passage of electric current to the plurality of electric coils 8 of the rotary electric machine 1 produces calories, the cooling device 6 allowing the dissipation of these calories.
  • the cooling device 6 thus comprises an internal wall 14 and an external wall 16 situated outside the internal wall 14, the internal wall 14 and the external wall 16, extending circumferentially around the axis of rotation O and defining an internal volume 18 in which a coolant circulates. Indeed, the internal volume 18 is connected to a cooling circuit forming a loop and allowing the circulation of a cooling liquid.
  • the cooling device 6 is connected to the cooling circuit by a first connector 20 and by a second connector 22 both communicating with the internal volume 18.
  • the cooling device 6 comprises a wall 24 extending radially between the internal wall 14 and the external wall 16, the wall 24 being inserted circumferentially between the first connector 20 and the second connector 22.
  • the wall 24 requires the liquid to cooling circulating in the internal volume so that the coolant circulates between the first connector 20 and the second connector 22 by making a path as long as possible circumferentially, so that the coolant discharges a maximum of calories generated by the electric machine rotary 1, thus favoring the cooling of the rotary electric machine 1.
  • the rotary electric machine 1 comprises a housing 23 located radially inside the rotor 4, the housing 23 being intended to receive a clutch module making it possible in particular to couple the rotary electric machine 1 to an internal combustion engine of a chain traction system of a motor vehicle.
  • the rotating electric machine makes it possible, for example, to ensure the propulsion of the motor vehicle independently or in collaboration with the internal combustion engine.
  • FIG. 2 illustrates a partial view of a section of an exemplary embodiment of a rotary electrical machine 1 in accordance with the first aspect of the invention housed in a clutch housing 30.
  • the rotary electrical machine 1 illustrated in FIG. 2 is the rotary electrical machine 1 illustrated in FIG. 1, the latter being here represented once housed in the clutch housing 30 of a gearbox.
  • the clutch housing 30 is located radially outside the cooling device 6, and more particularly outside the outer wall 16 of the cooling device.
  • the clutch housing 30 is delimited by a partition 32 forming an internal space 34 housing the cooling device 6, the stator 2 and the rotor 4 of the rotary electrical machine 1.
  • the internal space 34 is also intended, in the illustrated embodiment, to house the clutch module with which the rotary electrical machine 1 is associated.
  • the rotating electrical machine 1 comprises an electrical module 36 housed in the clutch housing 30 and allowing the electrical supply of the electrical coils 8.
  • the rotating electrical machine 1 defines a direction "Motor »Towards the motor and a direction towards the BDV gearbox along the axis of rotation O, the motor being oriented axially towards the stator 2 and the BDV gearbox being axially oriented towards the electric module 36, that is to say say opposite of the rotary electrical machine 1 with respect to the motor along the axis of rotation O.
  • FIG. 3 illustrates a partial view of a section of the rotary electric machine 1 illustrated in FIG. 2 and focused on the cooling device 6.
  • the internal wall 14 of the cooling device 6 is delimited axially towards the front "Motor" by a first flange 40 of radial elongation.
  • the first flange 40 is delimited radially by a bearing 42 of axial elongation extending forwards “Motor” from the first flange 40, the bearing 42 being delimited axially by a second flange 44 of radial elongation extending towards the exterior from the bearing surface 42.
  • the internal wall 14, the first flange 40, the bearing surface 42 and the second flange 44 are produced by stamping.
  • the external wall 16 comprises a first portion 46 and a second portion 48 arranged axially with respect to one another.
  • the first portion 46 is located towards the front "Motor" relative to the second portion 48, the external wall 16 thus forming a junction point 80 between the first portion 46 and the second portion 48.
  • the first portion 46 of the outer wall 16 is substantially parallel to the inner wall 14, while the second portion 48 of the outer wall 16 extends both axially backwards "BDV" and radially inward from a rear termination 38 of the first portion 46, so that a rear termination of the second portion 48 is radially supported on the internal wall 14.
  • the external wall 16 comprises an angle of inclination 47 formed between the first portion 46 and the second portion 48, said inclination angle 47 being strictly greater than 90 ° and strictly less than 180 °, said inclination angle 47 preferably being between 135 ° and 175 °. In the illustrated embodiment, the angle of inclination 47 measures approximately 150 °.
  • the cooling device 6 comprises a first thickness 52 at the level of a first axial end 54 of the cooling device 6 and a second thickness 56, different from the first thickness, measured at level of a second axial end 58 of the cooling device 6, the first thickness 52 being measured between a first internal face 60 of the internal wall 14 and a second internal face 62 of the first portion 46 of the external wall 16, the second thickness 56 being measured between the internal face 60 of the internal wall 14 and a third internal face 64 of the second portion 48 at the level of the second axial end 58 of the cooling device 6, the first internal face 60, the second internal face 62 and the third internal face 64 each being oriented radially towards the internal volume 18 of the cooling device 6.
  • the second thickness 56 is zero.
  • the third internal face 64 of the second portion 48 of the external wall 16 bears radially against the first internal face 60 of the internal wall 14.
  • the internal wall 14 and the external wall 16 are directly intersecting between them , forming a point of intersection 66.
  • This configuration makes it possible to promote the insertion of the rotary electrical machine 1 into the internal space 34 delimited by the clutch housing 30, in particular by an axial translational movement from the front AV rearward AR, while allowing the internal volume 18 of the cooling device 6 to be increased.
  • the cooling device 6 thus comprises a longitudinal part which, seen in a section, has a conical section.
  • the front termination 69 and the bearing 42 are welded to one another.
  • the external wall 16 includes an axial extension 68 extending the second portion 48 towards the rear “BDV”.
  • the extension 68 is radially in abutment against the internal wall 14.
  • the extension 68 thus makes it possible to increase the contact surface between the internal wall 14 and the external wall 16 at the second axial end 58 of the device. cooling 6, promoting in particular the welding or brazing of the external wall 16 and the internal wall 14 therebetween.
  • the extension 68 and the second portion 48 of the external wall 16 are produced by continuity of material.
  • the partition 32 of the clutch housing 30 comprises a first part 70 and a second part 72, the first part 70 being oriented axially towards the front AV relative to the second part 72.
  • the first part 70 is substantially parallel to the first portion 46 of the external wall 16 of the cooling device 6.
  • the second part 72 is inclined radially relative to the first part 70, the second part 72 and the first part thus not being parallel to each other.
  • the first part 70 and the second part 72 are intersecting with one another, and more particularly directly intersecting with each other.
  • the partition 32 includes a connection point 82 between the first part 70 and the second part 72.
  • the second part 72 of the partition 32 is substantially parallel to the second portion 48 of the external wall 16 of the cooling device 6. More particularly , a fourth internal face 74 of the first part of the partition 32 is substantially parallel to the third internal face 64 of the second portion 48 of the external wall 16.
  • the junction point 80 is axially aligned with the connection point 82.
  • a straight line D1 perpendicular, or substantially perpendicular, to the axis of rotation O of the electric machine turning 1 passes through the junction point 80 and through the connection point 82.
  • the second flange 44 is axially bearing backwards “BDV” against the partition 32 of the clutch housing 30.
  • the second flange 44 comprises a groove 84 extending circumferentially relative to the axis of rotation O and intended to receive a sealing device, in order to ensure the sealing of the internal space 34 defined by the clutch housing 30.
  • Figure 4 illustrates a partial view of a section of a second embodiment of a rotary electric machine 1 according to the first aspect of the invention.
  • the second embodiment differs from the first embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3 in that the second thickness 56 is non-zero, while being different from the first thickness 52. More particularly, the second thickness 56 is less than the first thickness 52 allowing in particular the insertion of the rotor 4, the stator 2 and the cooling device 6, by axial translation from the front “MOTOR” towards the rear “BDV”, inside the internal space 34 formed by the clutch housing 30.
  • the second portion 48 of the external wall 16 and the internal wall 14 of the cooling device 6 are connected together by a side wall 49 extending radially between the internal wall 14 and the second portion 48 of the external wall 16.
  • the internal wall 14 and the external wall 16 are indirectly intersecting with each other, the cooling device 6 not comprising any point of intersection between the inner wall 14 and the outer wall 16.
  • FIG. 5 illustrates a schematic representation of an exemplary embodiment of a hybrid powertrain 100 in accordance with the second aspect of the invention.
  • the hybrid traction chain 100 is in particular intended to be integrated into a motor vehicle.
  • the hybrid traction chain 100 illustrated in FIG. 5 comprises a rotary electric machine 1 in accordance with the first aspect of the invention, an internal combustion engine 106 and a first clutch module 102 allowing coupling between the rotary electric machine 1 and the internal combustion engine 106.
  • the hybrid traction chain 100 comprises an electrical energy storage device 104, such as an electric battery, associated with the rotary electrical machine 1, and more particularly with the stator 2 of the rotating electric machine 1.
  • the rotary electrical machine 1 and the internal combustion engine 106 are coupled to a gearbox 110 by a second clutch module 108, the second clutch module 108 comprising in particular a first clutch and a second clutch respectively coupled to the rotary electrical machine 1 and with internal combustion engine 106.
  • the hybrid traction chain 100 makes it possible, for example, to ensure the propulsion of the motor vehicle by the internal combustion engine 106 and / or the rotary electric machine 1.
  • the hybrid traction chain allows the production of electrical energy by the rotating electrical machine 1 from the mechanical energy produced by the internal combustion engine 106, the rotating electrical machine 1 then operating as a generator, said electrical energy being intended to be stored in the electrical energy storage device 104 in order to be able to be used by a peripheral of the motor vehicle, or also in order to be used subsequently by the rotary electric machine 1, for example during a driving phase requiring additional energy to the energy supplied by the internal combustion engine 106.
  • the first clutch module 102 is housed inside the rotary electrical machine 1.

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Abstract

L'invention concerne une machine électrique tournante (1) comprenant un stator (2) et un rotor (4) mobile en rotation autour d'un axe de rotation (O), la machine électrique tournante (1) comprenant un dispositif de refroidissement (6) en périphérie du stator (2) et du rotor (4), le dispositif de refroidissement (6) s'étendant circonférentiellement autour de l'axe de rotation (O) et comprenant une paroi interne (14) et une paroi externe (16), la paroi interne (14) et la paroi externe (16) définissant au moins en partie un volume interne (18) dans lequel circule un fluide de refroidissement, le volume interne (18) étant défini par une première épaisseur (52) mesurée au niveau d'une première extrémité axiale (54) du dispositif de refroidissement (6) et par une deuxième épaisseur (56) mesurée au niveau d'une deuxième extrémité axiale (58) du dispositif de refroidissement (6), caractérisé en ce que la première épaisseur (52) et la deuxième épaisseur (56) sont différentes.

Description

Description
Titre de l'invention : Machine électrique tournante
comprenant un dispositif de refroidissement
[Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs de refroidissement pour machines électriques tournantes et plus particulièrement pour machines électriques tournantes destinées à être intégrées dans une chaîne de traction hybride d’un véhicule automobile.
Dans l’état de la technique, il est connu de tels dispositifs de refroidissement permettant la dissipation de calories générées par la machine électrique tournante Ainsi, un dispositif de refroidissement connu comprend une paroi interne et une paroi externe délimitant un volume interne dans lequel circule un fluide de refroidissement, le dispositif de refroidissement s’étendant circonférentiellement autour d’un axe de rotation de la machine électrique tournante, la paroi interne et la paroi externe étant parallèles entre elles selon l’axe de rotation de la machine électrique tournante. Ainsi le volume interne prend la forme d’un tube creux avec une première extrémité axiale et une deuxième extrémité axiale possédant une dimension radiale identique.
Ces dispositifs de refroidissement connus ne donnent pas entière satisfaction et présentent des inconvénients. En effet, lorsque la machine électrique tournante est logée dans une cloche d’embrayage, le dispositif de refroidissement est installé radialement à l’intérieur du boîtier. Ainsi, il est nécessaire que le dispositif de refroidissement, et plus particulièrement la paroi externe du dispositif de refroidissement, puisse être logée à l’intérieur de la cloche. Or, la cloison qui délimite la cloche peut comporter une diminution de sa dimension radiale, le long de l’axe de la machine électrique tournante. Les dispositifs de refroidissement connus ne sont pas adaptés pour tenir compte de cette diminution de dimension, ce qui génère une limitation du volume interne qui impacte négativement la captation des calories générées par la machine électrique tournante.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de refroidissement permettant de répondre au moins en partie aux inconvénients énoncés précédemment et de conduire en outre à d’autres avantages. Ainsi, la présente invention a pour but de permettre l’augmentation du volume interne du dispositif de refroidissement, tout en permettant l’insertion du dispositif de refroidissement dans une cloche qui loge la machine électrique tournante. D’autre part, l’invention a pour but de favoriser la circulation du fluide de refroidissement à l’intérieur du volume interne, notamment pour favoriser la dissipation des calories générées par la machine électrique tournante par le fluide de refroidissement.
L’invention y parvient, selon un premier aspect, grâce à une machine électrique tournante comprenant un stator et un rotor mobile en rotation autour d’un axe de rotation par rapport au stator, la machine électrique tournante comprenant un dispositif de refroidissement en périphérie du stator et du rotor, le dispositif de refroidissement s’étendant circonférentiellement autour de l’axe de rotation et comprenant une paroi interne et une paroi externe, la paroi interne et la paroi externe définissant au moins en partie un volume interne dans lequel circule un fluide de refroidissement, le volume interne étant défini par une première épaisseur mesurée au niveau d’une première extrémité axiale du dispositif de refroidissement et par une deuxième épaisseur mesurée au niveau d’une deuxième extrémité axiale du dispositif de refroidissement, la première épaisseur et la deuxième épaisseur étant différentes.
Le dispositif de refroidissement permet de dissiper les calories générées par la machine électrique tournante, et notamment par la mise en rotation du rotor par rapport au stator du fait du passage d’un courant électrique dans des bobines électriques du stator entraînant la formation d’un champ magnétique responsable de la mise en rotation du rotor par rapport au stator. Le rotor est couplé en rotation à un arbre de transmission, permettant ainsi la mise en rotation de l’arbre de transmission autour de l’axe de rotation lors de la rotation du rotor. Plus particulièrement, le dispositif de refroidissement est connecté à un circuit de refroidissement, formant une boucle, permettant la circulation d’un fluide de refroidissement dans le circuit de refroidissement, le fluide de refroidissement transférant les calories générées par la machine électrique tournante au circuit de refroidissement. La première extrémité axiale du dispositif de refroidissement est par exemple plus épaisse, mesurée radialement, que la deuxième extrémité axiale de ce dispositif de refroidissement.
La paroi externe est située radialement à l’extérieur de la paroi interne. La paroi externe et la paroi interne s’étendent toutes deux circonférentiellement autour de l’axe de rotation.
La première extrémité axiale et la deuxième extrémité axiale du dispositif de refroidissement sont définies par rapport à l’axe de rotation de la machine électrique tournante. Ainsi, la première extrémité et la deuxième extrémité sont orientées respectivement vers une zone avant et une zone arrière de la machine électrique tournante.
La première épaisseur est mesurée entre une face interne de la paroi interne et une face interne de la paroi externe, au niveau de la première extrémité axiale. De manière similaire, la deuxième épaisseur est mesurée entre la face interne de la paroi interne et la face interne de la paroi externe, au niveau de la deuxième extrémité axiale. La face interne de la paroi interne et la face interne de la paroi externe sont orientées vers l’intérieur du volume interne défini au moins partiellement par la paroi interne et la paroi externe. Les faces internes visées ici sont celles qui sont au contact du fluide de refroidissement quand celui-ci est présent dans le volume interne.
La première épaisseur et la deuxième épaisseur étant différentes entre elles, le dispositif de refroidissement comprend une portion conique qui s’étend le long de l’axe de rotation. On comprend ainsi qu’une portion de la paroi externe n’est pas parallèle avec la paroi interne, et converge vers celle-ci.
La deuxième épaisseur est inférieure à la première épaisseur. Selon cette configuration, la dimension radiale du dispositif de refroidissement au niveau de la deuxième portion est inférieure à la dimension radiale du dispositif de refroidissement au niveau de la première portion, facilitant l’insertion du dispositif de refroidissement dans une cloche d’embrayage de la boîte de vitesses. En effet, la machine électrique tournante est destinée à être logée dans une cloche d’embrayage, notamment selon un mouvement de translation axiale, la deuxième extrémité axiale du dispositif de refroidissement étant destinée à être orientée vers un fond d’un espace interne délimité par une cloison de la cloche d’embrayage. Dans un mode de réalisation selon cette configuration, la deuxième épaisseur peut être nulle.
Cette configuration permet l’augmentation du volume interne en prolongeant axialement le dispositif de refroidissement, favorisant ainsi la captation de calories d’une frange axiale du stator. Cette configuration permet également de réduire l’épaisseur du dispositif de refroidissement le long de l’axe de rotation de la machine électrique tournante, permettant ainsi l’insertion de la machine électrique tournante, et plus particulièrement du dispositif de refroidissement, dans une cloche d’embrayage d’une boîte de vitesses.
Cette configuration permet de favoriser le refroidissement de la machine électrique tournante en modifiant la circulation du fluide de refroidissement circulant à l’intérieur du volume interne. En effet, la modification de l’épaisseur du dispositif de refroidissement entre la première épaisseur et la deuxième épaisseur permet de générer un flux turbulent du fluide de refroidissement en comparaison d’une configuration connue dans laquelle le dispositif de refroidissement comprend une unique épaisseur, le flux du fluide de refroidissement circulant à l’intérieur du volume interne d’un dispositif de refroidissement connu étant alors un flux laminaire.
Le dispositif de refroidissement conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
selon une première alternative, la paroi interne et la paroi externe sont directement sécantes entre elles. Ainsi, la machine électrique tournante comprend un point d’intersection entre la paroi interne et la paroi externe. Autrement dit, la deuxième épaisseur est nulle ;
le dispositif de refroidissement comprend une portion conique qui s’étend le long de l’axe de rotation. Cette portion conique est la zone du volume interne qui suit le profil de la cloison de la cloche d’embrayage ;
- la paroi externe comprend une extension axiale qui est en appui contre la paroi interne. Cette configuration permet ainsi de solidariser la paroi interne et la paroi externe, afin d’assurer l’étanchéité du dispositif de refroidissement, et plus particulièrement du volume interne du dispositif de refroidissement dans lequel circule le fluide de refroidissement. En effet, l’extension axiale permet d’augmenter la surface de contact entre la paroi interne et la paroi externe, et plus particulièrement celle d’une deuxième portion de la paroi externe. De manière avantageuse, la solidarisation de la paroi interne et de la paroi externe entre elles est assurée par soudure ou brasage. Une augmentation de la surface de contact entre la paroi interne et la paroi externe du fait de l’extension axiale permet d’augmenter la surface de soudure ou de brasage ;
- la paroi externe comprend une première portion et une deuxième portion, la première portion étant sensiblement parallèle à la paroi interne et la deuxième portion étant en contact avec la paroi interne. La première portion et la deuxième portion sont positionnées l’une par rapport à l’autre selon l’orientation axiale. La deuxième portion prolonge la première portion. Ainsi, la première épaisseur est mesurée radialement entre la face interne de la paroi interne et la face interne de la paroi externe au niveau de la première portion, tandis que la deuxième épaisseur est mesurée entre la face interne de la paroi interne et la face interne de la paroi externe au niveau de la deuxième portion de la paroi externe ;
la première portion forme un angle d’inclinaison avec la deuxième portion, ledit angle d’inclinaison étant strictement supérieur à 90° et strictement inférieur à 180°. De préférence, l’angle d’inclinaison est compris entre 135° et 175° ;
la paroi interne et la paroi externe sont soudées ou brasées entre elles. La paroi interne et la paroi externe sont notamment soudées ou brasées ensemble au niveau de la première extrémité axiale et/ou de la deuxième extrémité axiale. Au niveau de la soudure entre le paroi interne et la paroi externe, il peut être prévu un flasque d’extension radiale intercalé entre la paroi interne et la paroi externe, ledit flasque étant soudé ou brasé à la fois sur la paroi interne et sur la paroi externe. Cette configuration permet d’assurer l’étanchéité du dispositif de refroidissement, et plus particulièrement du volume interne défini entre la paroi externe et la paroi interne. De manière avantageuse, la paroi interne est soudée ou brasée à une extension de la paroi externe. De manière alternative, l’étanchéité du volume interne est assurée par un dispositif d’étanchéité, et notamment par un joint, situé entre la paroi interne et la paroi externe, et notamment au niveau de la première extrémité axiale et/ou de la deuxième extrémité axiale ;
le rotor est situé radialement à l’intérieur du stator. Selon cette configuration, le stator est intercalé radialement entre le rotor et le dispositif de refroidissement. Cette configuration permet de favoriser le refroidissement de la machine électrique tournante, et notamment du stator, les bobines électriques du stator produisant des calories lorsqu’un courant électrique les parcoure afin de mettre en mouvement le rotor par rapport au stator. De manière avantageuse, le dispositif de refroidissement, et notamment la paroi interne du dispositif de refroidissement, est emmanché à chaud sur le stator, favorisant l’échange thermique entre le stator et le dispositif de refroidissement et améliorant ainsi le transport des calories générées par le stator ; une dimension axiale maximale de la paroi interne du dispositif de refroidissement est au moins égale à une dimension axiale minimale du stator. La dimension axiale de la paroi interne est mesurée entre la première extrémité axiale et la deuxième extrémité axiale du dispositif de refroidissement. De manière analogue, la dimension axiale du stator est mesurée entre une première extrémité axiale du stator et une deuxième extrémité axiale du stator située à l’opposé du stator par rapport à la première extrémité axiale du stator, selon l’orientation axiale. Cette configuration permet de maximiser la surface du stator en regard de la paroi interne du dispositif de refroidissement, et notamment la surface du stator en appui contre la paroi interne du dispositif de refroidissement, favorisant l’échange de calories entre le stator et le dispositif de refroidissement ;
L’invention vise également une cloche d’embrayage d’une boîte de vitesses, comprenant une cloison délimitant un espace interne de la cloche d’embrayage qui logent le rotor, le stator et le dispositif de refroidissement, une première portion de la paroi externe du dispositif de refroidissement étant sensiblement parallèle à une première partie de la cloison de la cloche d’embrayage, une deuxième portion de la paroi externe du dispositif de refroidissement étant sensiblement parallèle à une deuxième partie de la cloison de la cloche d’embrayage.
La première partie et la deuxième partie de la cloison sont disposées l’une par rapport à l’autre selon l’orientation axiale. Cette configuration permet ainsi de maximiser le volume interne du dispositif de refroidissement, et donc de favoriser la dissipation des calories générées par le stator, en augmentant la dimension axiale du dispositif de refroidissement tout en diminuant la dimension radiale de celui-ci au niveau de la deuxième portion de la paroi externe, de sorte que la deuxième portion coopère avec la deuxième partie de la cloison de la cloche d’embrayage.
La cloche d’embrayage visée ci-dessus peut comprendre un point de raccordement entre la première partie et la deuxième partie de la cloison de la cloche d’embrayage qui est sensiblement aligné axialement, et selon une droite perpendiculaire à l’axe de rotation, avec un point de jonction entre la première portion et la deuxième portion de la paroi externe du dispositif de refroidissement.
De manière avantageuse, un module d’embrayage peut être logé dans la cloche d’embrayage, notamment dans la machine électrique tournante.
L’invention couvre encore boîte de vitesses pour une chaîne de traction hybride d’un véhicule automobile, comprenant un carter de boîte de vitesses, au moins un ensemble d’engrenages et une machine électrique tournante telle que décrite dans le présent document, ou une cloche d’embrayage telle de détaillée ci-dessus, l’ensemble d’engrenages et la machine électrique tournante étant tous deux logés dans le carter de boîte de vitesses.
L’invention couvre enfin une chaîne de traction hybride d’un véhicule automobile, comprenant une machine électrique tournante telle que décrite dans le présent document, une cloche d’embrayage telle qu’exposée ci-dessus ou une boîte de vitesses comme décrite auparavant, la chaîne de traction hybride comprenant en outre un moteur à combustion interne et un module d’embrayage.
La machine électrique tournante permet, par exemple, d’assurer la propulsion du véhicule, de manière autonome ou en combinaison avec le moteur à combustion interne, ou encore le démarrage du moteur à combustion interne, ou encore de fonctionner comme générateur en produisant une énergie électrique destinée à être stockée dans un dispositif de stockage d’énergie électrique, telle qu’une batterie électrique du véhicule, à partir de l’énergie mécanique produite par le moteur à combustion interne ou par l’inertie du véhicule. De manière avantageuse, la machine électrique tournante est associée à un dispositif de stockage d’énergie électrique. Le fluide de refroidissement est un liquide de refroidissement. Plus particulièrement, le liquide de refroidissement est une solution aqueuse comprenant de l’éthylène glycol. L’utilisation d’une solution aqueuse comprenant de l’éthylène glycol permet l’utilisation d’un circuit de refroidissement comprenant un tel fluide de refroidissement dans un véhicule destiné à être utilisé ou stocké par des températures atmosphériques négatives, l’éthylène glycol permettant de diminuer la température de solidification de la solution aqueuse.
Le véhicule est un véhicule automobile. Plus particulièrement, le véhicule automobile est une voiture ou un poids-lourd.
La chaîne de traction hybride conforme à l’invention permet le déplacement du véhicule automobile en utilisant la machine électrique tournante et/ou le moteur à combustion interne comme moyen de propulsion du véhicule automobile. Cette configuration permet de disposer d’une chaîne de traction hybride dont la machine électrique tournante possède les avantages conférés par le dispositif de refroidissement.
La chaîne de traction hybride comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
le dispositif de stockage d’énergie électrique est une batterie électrique ; - la chaîne de traction hybride comprend un module d’embrayage, dit deuxième module d’embrayage en comparaison du module d’embrayage, dit premier module d’embrayage couplant la machine électrique tournante et le moteur à combustion interne, le deuxième module d’embrayage étant configuré pour coupler la boite de vitesses avec la machine électrique tournante et/ou le moteur à combustion interne ; le deuxième module d’embrayage comprend un premier embrayage et un deuxième embrayage couplés respectivement à la machine électrique tournante et au moteur à combustion interne ;
le premier embrayage et le deuxième embrayage sont disposés selon une configuration radiale, dans laquelle un embrayage parmi le premier embrayage ou le deuxième embrayage est situé radialement à l’intérieur de l’autre. De manière alternative, le premier embrayage et le deuxième embrayage sont disposés selon une configuration axiale, dans laquelle un embrayage parmi le premier embrayage ou le deuxième embrayage est situé axialement vers l’avant par rapport à l’autre ; le deuxième module d’embrayage est un module d’embrayage humide, dans lequel un liquide assure la lubrification et/ou le refroidissement des composants du deuxième module d’embrayage. De manière alternative, le deuxième module d’embrayage est un module d’embrayage sec ;
le moteur à combustion interne est un moteur à allumage commandé, également connu sous l’appellation « moteur à essence », ou encore un moteur à allumage par compression, également connu sous l’appellation « moteur diesel ».
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
- lafigure 1 illustre une vue en coupe d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention ;
- la figure 2 illustre une vue partielle d’une coupe d’un premier exemple de réalisation d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention logée dans une cloche d’embrayage ;
- la figure 3 illustre une vue partielle d’une coupe de la machine électrique tournante illustrée à la figure 2 et focalisée sur le dispositif de refroidissement ;
- la figure 4 illustre une vue partielle d’une coupe d’un deuxième exemple de réalisation d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention ;
- la figure 5 illustre une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’une chaîne de traction hybride conforme au deuxième aspect de l’invention.
Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier, toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
La figure 1 illustre une vue en coupe d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante 1 conforme au premier aspect de l’invention.
La machine électrique tournante 1 comprend un stator 2 et un rotor 4 mobile en rotation autour d’un axe de rotation O par rapport au stator 2. La machine électrique tournante 1 comprend également un dispositif de refroidissement 6, le stator 2 étant intercalé radialement entre le rotor 4 et le dispositif de refroidissement 6. Le stator 2, le rotor 4 et le dispositif de refroidissement 6 s’étendent circonférentiellement sur 360° autour de l’axe de rotation O.
Le stator 2 comprend une pluralité de bobines électriques 8 régulièrement angulairement réparties autour de l’axe de rotation O, chaque bobine électrique 8 étant formée d’une dent métallique 10 autour de laquelle est entouré un fil métallique 12. Ainsi, l’application d’un courant électrique au niveau d’un fil métallique 12 permet de produire un champ magnétique générant un couple et la mise en rotation du rotor 4 par rapport au stator 2.
Le passage du courant électrique à la pluralité de bobines électriques 8 de la machine électrique tournante 1 produit des calories, le dispositif de refroidissement 6 permettant la dissipation de ces calories. Le dispositif de refroidissement 6 comprend ainsi une paroi interne 14 et une paroi externe 16 située à l’extérieur de la paroi interne 14, la paroi interne 14 et la paroi externe 16, s’étendant circonférentiellement autour de l’axe de rotation O et définissant un volume interne 18 dans lequel circule un liquide de refroidissement. En effet, le volume interne 18 est connecté à un circuit de refroidissement formant une boucle et permettant la circulation d’un liquide de refroidissement. Ainsi, le dispositif de refroidissement 6 est connecté au circuit de refroidissement par un premier connecteur 20 et par un deuxième connecteur 22 communiquant tous deux avec le volume interne 18. Le dispositif de refroidissement 6 comprend un mur 24 s’étendant radialement entre la paroi interne 14 et la paroi externe 16, le mur 24 étant intercalé circonférentiellement entre le premier connecteur 20 et le deuxième connecteur 22. Ainsi, le mur 24 impose au liquide de refroidissement circulant dans le volume interne de sorte que le liquide de refroidissement circule entre le premier connecteur 20 et le deuxième connecteur 22 en effectuant un chemin le plus long possible circonférentiellement, afin que le liquide de refroidissement évacue un maximum de calories générées par la machine électrique tournante 1 , favorisant ainsi le refroidissement de la machine électrique tournante 1 .
La machine électrique tournante 1 comprend un logement 23 situé radialement à l’intérieur du rotor 4, le logement 23 étant destiné à recevoir un module d’embrayage permettant notamment de coupler la machine électrique tournante 1 à un moteur à combustion interne d’une chaîne de traction hybride d’un véhicule automobile. Ainsi, la machine électrique tournante permet, par exemple, d’assurer la propulsion du véhicule automobile de manière autonome ou en collaboration avec le moteur à combustion interne.
La figure 2 illustre une vue partielle d’une coupe d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante 1 conforme au premier aspect de l’invention logée dans une cloche d’embrayage 30.
Plus particulièrement, la machine électrique tournante 1 illustrée à la figure 2 est la machine électrique tournante 1 illustrée à la figure 1 , celle-ci étant ici représentée une fois logée dans la cloche d’embrayage 30 d’une boîte de vitesses.
Ainsi la cloche d’embrayage 30 est situé radialement à l’extérieur du dispositif de refroidissement 6, et plus particulièrement à l’extérieur de la paroi externe 16 du dispositif de refroidissement. La cloche d’embrayage 30 est délimité par une cloison 32 formant un espace interne 34 logeant le dispositif de refroidissement 6, le stator 2 et le rotor 4 de la machine électrique tournante 1 . De plus, l’espace interne 34 est également destiné, dans l’exemple de réalisation illustré, à loger le module d’embrayage auquel est associée la machine électrique tournante 1 .
La machine électrique tournante 1 comprend un module électrique 36 logé dans la cloche d’embrayage 30 et permettant l’alimentation électrique des bobines électriques 8. Ainsi, la machine électrique tournante 1 définit une direction « Moteur » vers le moteur et une direction vers la boite de vitesses BDV selon l’axe de rotation O, le moteur étant orienté axialement vers le stator 2 et la boite de vitesses BDV étant orientée axialement vers le module électrique 36, c’est-à-dire à l’opposé de la machine électrique tournante 1 par rapport au moteur selon l’axe de rotation O.
La figure 3 illustre une vue partielle d’une coupe de la machine électrique tournante 1 illustrée à la figure 2 et focalisée sur le dispositif de refroidissement 6.
On voit ainsi que la paroi interne 14 du dispositif de refroidissement 6 est délimitée axialement vers l’avant « Moteur » par un premier flasque 40 d’élongation radiale. Le premier flasque 40 est délimité radialement par une portée 42 d’élongation axiale s’étendant vers l’avant « Moteur » depuis le premier flasque 40, la portée 42 étant délimitée axialement par un deuxième flasque 44 d’élongation radiale s’étendant vers l’extérieur depuis la portée 42. Dans l’exemple de réalisation illustré, la paroi interne 14, le premier flasque 40, la portée 42 et le deuxième flasque 44 sont réalisés par emboutissage.
La paroi externe 16 comprend une première portion 46 et une deuxième portion 48 disposées axialement l’une par rapport à l’autre. Ainsi, la première portion 46 est située vers l’avant « Moteur » par rapport à la deuxième portion 48, la paroi externe 16 formant ainsi un point de jonction 80 entre la première portion 46 et la deuxième portion 48.
La première portion 46 de la paroi externe 16 est sensiblement parallèle à la paroi interne 14, tandis que la deuxième portion 48 de la paroi externe 16 s’étend à la fois axialement vers l’arrière « BDV » et radialement vers l’intérieur depuis une terminaison arrière 38 de la première portion 46, de sorte qu’une terminaison arrière de la deuxième portion 48 soit radialement en appui sur la paroi interne 14. Ainsi, la paroi externe 16 comprend un angle d’inclinaison 47 formé entre la première portion 46 et la deuxième portion 48, ledit angle d’inclinaison 47 étant strictement supérieur à 90° et strictement inférieur à 180°, ledit angle d’inclinaison 47 étant de préférence compris entre 135° et 175°. Dans l’exemple de réalisation illustré, l’angle d’inclinaison 47 mesure environ 150°.
Autrement dit, le dispositif de refroidissement 6 comprend une première épaisseur 52 au niveau d’une première extrémité axiale 54 du dispositif de refroidissement 6 et une deuxième épaisseur 56, différente de la première épaisseur, mesurée au niveau d’une deuxième extrémité axiale 58 du dispositif de refroidissement 6, la première épaisseur 52 étant mesurée entre une première face interne 60 de la paroi interne 14 et une deuxième face interne 62 de la première portion 46 de la paroi externe 16, la deuxième épaisseur 56 étant mesurée entre la face interne 60 de la paroi interne 14 et une troisième face interne 64 de la deuxième portion 48 au niveau de la deuxième extrémité axiale 58 du dispositif de refroidissement 6, la première face interne 60, la deuxième face interne 62 et la troisième face interne 64 étant chacune orientée radialement vers le volume interne 18 du dispositif de refroidissement 6.
Dans l’exemple de réalisation illustré à la figure 3, la deuxième épaisseur 56 est nulle. Autrement dit, la troisième face interne 64 de la deuxième portion 48 de la paroi externe 16 est radialement en appui contre la première face interne 60 de la paroi interne 14. Ainsi, la paroi interne 14 et la paroi externe 16 sont directement sécantes entre elles, formant un point d’intersection 66. Cette configuration permet de favoriser l’insertion de la machine électrique tournante 1 dans l’espace interne 34 délimité par la cloche d’embrayage 30, notamment par un mouvement de translation axiale de l’avant AV vers l’arrière AR, tout en permettant l’augmentation du volume interne 18 du dispositif de refroidissement 6.
Le dispositif de refroidissement 6 comprend ainsi une partie longitudinale qui, vue dans une coupe, présente une section conique.
Une terminaison avant 69 de la première portion 46 de la paroi externe 16, située à l’opposé de la première portion 46 par rapport à la terminaison arrière 38 selon l’axe de rotation O, est radialement en appui vers l’intérieur contre la portée 42, permettant ainsi de fermer le volume interne 18 du dispositif de refroidissement 6. Dans cet exemple de réalisation, la terminaison avant 69 et la portée 42 sont soudées l’une à l’autre.
La paroi externe 16 comprend une extension 68 axiale prolongeant la deuxième portion 48 vers l’arrière « BDV ». Ainsi, l’extension 68 est radialement en appui contre la paroi interne 14. L’extension 68 permet ainsi d’augmenter la surface de contact entre la paroi interne 14 et la paroi externe 16 au niveau de la deuxième extrémité axiale 58 du dispositif de refroidissement 6, favorisant notamment le soudage ou le brasage de la paroi externe 16 et de la paroi interne 14 entre elles. L’extension 68 et la deuxième portion 48 de la paroi externe 16 sont réalisées par continuité de matière.
La cloison 32 de la cloche d’embrayage 30 comprend une première partie 70 et une deuxième partie 72, la première partie 70 étant orientée axialement vers l’avant AV par rapport à la deuxième partie 72. La première partie 70 est sensiblement parallèle à la première portion 46 de la paroi externe 16 du dispositif de refroidissement 6. Dans l’exemple de réalisation illustré, la deuxième partie 72 est inclinée radialement par rapport à la première partie 70, la deuxième partie 72 et la première partie n’étant ainsi pas parallèles entre elles. Autrement dit, la première partie 70 et la deuxième partie 72 sont sécantes entre elles, et plus particulièrement directement sécantes entre elles. Ainsi, la cloison 32 comprend un point de raccordement 82 entre la première partie 70 et la deuxième partie 72.
Dans un autre exemple de réalisation de la machine électrique tournante 1 conforme au premier aspect de l’invention, la deuxième partie 72 de la cloison 32 est sensiblement parallèle à la deuxième portion 48 de la paroi externe 16 du dispositif de refroidissement 6. Plus particulièrement, une quatrième face interne 74 de la première partie de la cloison 32 est sensiblement parallèle à la troisième face interne 64 de la deuxième portion 48 de la paroi externe 16.
Dans l’exemple de réalisation illustré à la figure 3, le point de jonction 80 est axialement aligné avec le point de raccordement 82. En effet, une droite D1 perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à l’axe de rotation O de la machine électrique tournante 1 passe par le point de jonction 80 et par le point de raccordement 82.
Le deuxième flasque 44 est axialement en appui vers l’arrière « BDV » contre la cloison 32 de la cloche d’embrayage 30. De plus, le deuxième flasque 44 comprend une gorge 84 s’étendant circonférentiellement par rapport à l’axe de rotation O et destinée à recevoir un dispositif d’étanchéité, afin d’assurer l'étanchéité de l’espace interne 34 défini par la cloche d’embrayage 30.
La figure 4 illustre une vue partielle d’une coupe d’un deuxième exemple de réalisation d’une machine électrique tournante 1 conforme au premier aspect de l’invention. Le deuxième exemple de réalisation diffère du premier exemple de réalisation illustré aux figures 2 et 3 en ce que la deuxième épaisseur 56 est non nulle, tout en étant différente de la première épaisseur 52. Plus particulièrement, la deuxième épaisseur 56 est inférieure à la première épaisseur 52 permettant notamment l’insertion du rotor 4, du stator 2 et du dispositif de refroidissement 6, par translation axiale de l’avant « MOTEUR » vers l’arrière « BDV », à l’intérieur de l’espace interne 34 formé par la cloche d’embrayage 30.
Ainsi, dans l’exemple de réalisation illustré à la figure 4, la deuxième portion 48 de la paroi externe 16 et la paroi interne 14 du dispositif de refroidissement 6 sont reliées entre elles par une paroi latérale 49 s’étendant radialement entre la paroi interne 14 et la deuxième portion 48 de la paroi externe 16. Ainsi, dans cet exemple de réalisation, la paroi interne 14 et la paroi externe 16 sont indirectement sécantes entre elles, le dispositif de refroidissement 6 ne comprenant pas de point d’intersection entre la paroi interne 14 et la paroi externe 16.
La figure 5 illustre une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’une chaîne de traction hybride 100 conforme au deuxième aspect de l’invention.
La chaîne de traction hybride 100 est notamment destinée à être intégrée à un véhicule automobile.
La chaîne de traction hybride 100 illustrée à la figure 5 comprend une machine électrique tournante 1 conforme au premier aspect de l’invention, un moteur à combustion interne 106 et un premier module d’embrayage 102 permettant le couplage entre la machine électrique tournante 1 et le moteur à combustion interne 106. D’autre part, la chaîne de traction hybride 100 comprend un dispositif de stockage d’énergie électrique 104, tel qu’une batterie électrique, associé à la machine électrique tournante 1 , et plus particulièrement au stator 2 de la machine électrique tournante 1.
La machine électrique tournante 1 et le moteur à combustion interne 106 sont couplés à une boite de vitesses 1 10 par un deuxième module d’embrayage 108, le deuxième module d’embrayage 108 comprenant notamment un premier embrayage et un deuxième embrayage couplés respectivement à la machine électrique tournante 1 et au moteur à combustion interne 106. Ainsi, la chaîne de traction hybride 100 permet par exemple d’assurer la propulsion du véhicule automobile par le moteur à combustion interne 106 et/ou la machine électrique tournante 1 . D’autre part, la chaîne de traction hybride permet la production d’énergie électrique par la machine électrique tournante 1 à partir de l’énergie mécanique produite par le moteur à combustion interne 106, la machine électrique tournante 1 fonctionnant alors comme générateur, ladite énergie électrique étant destinée à être stockée dans le dispositif de stockage d’énergie électrique 104 afin de pouvoir être utilisée par un périphérique du véhicule automobile, ou encore afin d’être utilisée ultérieurement par la machine électrique tournante 1 , par exemple lors d’une phase de conduite nécessitant un supplément d’énergie à l’énergie fournie par le moteur à combustion interne 106.
Dans l’exemple de réalisation illustré, le premier module d’embrayage 102 est logé à l’intérieur de la machine électrique tournante 1 .
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.|

Claims

Revendications
[1. Machine électrique tournante (1 ) comprenant un stator (2) et un rotor (4) mobile en rotation autour d’un axe de rotation (O), la machine électrique tournante (1 ) comprenant un dispositif de refroidissement (6) en périphérie du stator (2) et du rotor (4), le dispositif de refroidissement (6) s’étendant circonférentiellement autour de l’axe de rotation (O) et comprenant une paroi interne (14) et une paroi externe (16), la paroi interne (14) et la paroi externe (16) définissant au moins en partie un volume interne (18) dans lequel circule un fluide de refroidissement, le volume interne (18) étant défini par une première épaisseur (52) mesurée au niveau d’une première extrémité axiale (54) du dispositif de refroidissement (6) et par une deuxième épaisseur (56) mesurée au niveau d’une deuxième extrémité axiale (58) du dispositif de refroidissement (6), caractérisé en ce que la première épaisseur (52) et la deuxième épaisseur (56) sont différentes.
2. Machine électrique tournante (1 ) selon la revendication précédente, dans laquelle le dispositif de refroidissement (6) comprend une portion conique qui s’étend le long de l’axe de rotation (O).
3. Machine électrique tournante (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi externe (16) comprend une extension axiale
(68) qui est en appui contre la paroi interne (14).
4. Machine électrique tournante (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi externe (16) comprend une première portion (46) et une deuxième portion (48), la première portion (46) étant sensiblement parallèle à la paroi interne (14) et la deuxième portion (48) étant en contact avec la paroi interne (14).
5. Machine électrique tournante (1 ) selon la revendication précédente, dans laquelle la première portion (46) forme un angle d’inclinaison (47) avec la deuxième portion (48), ledit angle d’inclinaison (47) étant strictement supérieur à 90° et strictement inférieur à 180°.
6. Machine électrique tournante (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi interne (14) et la paroi externe (16) sont soudées ou brasées entre elles.
7. Cloche d’embrayage (30) d’une boîte de vitesses, comprenant une machine électrique tournante (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
8. Cloche d’embrayage (30) selon la revendication précédente, comprenant une cloison (32) délimitant un espace interne (34) de la cloche d’embrayage qui logent le rotor (4), le stator (2) et le dispositif de refroidissement (6), une première portion (46) de la paroi externe (16) du dispositif de refroidissement (6) étant sensiblement parallèle à une première partie (70) de la cloison (32) de la cloche d’embrayage (30), une deuxième portion (48) de la paroi externe (16) du dispositif de refroidissement (6) étant sensiblement parallèle à une deuxième partie (72) de la cloison (32) de la cloche d’embrayage (30).
9. Cloche d’embrayage (30) selon la revendication précédente, dans laquelle un point de raccordement (82) entre la première partie (70) et la deuxième partie (72) de la cloison (32) de la cloche d’embrayage (30) est sensiblement aligné axialement avec un point de jonction (80) entre la première portion (46) et la deuxième portion (48) de la paroi externe (16) du dispositif de refroidissement (6).
10. Boîte de vitesses pour une chaîne de traction hybride d’un véhicule automobile, comprenant un carter de boîte de vitesses, au moins un ensemble d’engrenages et une machine électrique tournante (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 ou une cloche d’embrayage (30) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, l’ensemble d’engrenages et la machine électrique tournante (1 ) étant tous deux logés dans le carter de boîte de vitesses.
1 1 . Chaîne de traction hybride (100) d’un véhicule automobile, comprenant une machine électrique tournante (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, une cloche d’embrayage (30) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9 ou une boîte de vitesses selon la revendication précédente, ainsi qu’un moteur à combustion interne (106) et un module d’embrayage (102).)
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