EP4374090A1 - Réducteur pour véhicule électrique ou hybride avec au moins un dispositif d'amortissement - Google Patents

Réducteur pour véhicule électrique ou hybride avec au moins un dispositif d'amortissement

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EP4374090A1
EP4374090A1 EP22743511.2A EP22743511A EP4374090A1 EP 4374090 A1 EP4374090 A1 EP 4374090A1 EP 22743511 A EP22743511 A EP 22743511A EP 4374090 A1 EP4374090 A1 EP 4374090A1
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EP
European Patent Office
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rod
damping device
wheel
shaft
mass
Prior art date
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Pending
Application number
EP22743511.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Herve Mahe
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 Embrayages SAS
Original Assignee
Valeo Embrayages SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F16H57/0025—Shaft assemblies for gearings with gearing elements rigidly connected to a shaft, e.g. securing gears or pulleys by specially adapted splines, keys or methods

Definitions

  • the present invention relates to a reduction gear for an electric or hybrid vehicle with one or more damping devices, as well as a propulsion assembly for such a vehicle.
  • This reducer comprises in a known manner at least one “driving wheel/driven wheel” pair to make it possible to adapt the speed at the output of an electric motor to the speed of the wheels of the vehicle which come into contact with the ground.
  • a driving wheel cooperates with a driven wheel in such a way that the torque does not transit in a constant manner but fluctuates at the rate of passage of the teeth of the wheels.
  • vibrations occur at a frequency corresponding to the speed of rotation of this wheel multiplied by the number of teeth of this wheel. When this frequency is equal to the resonant frequency of this wheel or shaft, severe vibrations can occur, and these vibrations can damage the gearbox and/or create noise.
  • each oscillation damping device being in the form of a sleeve mounted on a shaft or on a zone of 'a wheel, this sleeve carrying several projections. These projections have the same length which is small, so that the damping device according to this application DE 10 2017 114491 can only process a single frequency and this damping device is not suitable for high speeds.
  • the object of the invention is to meet this need and it achieves this, according to one of its aspects, with the aid of a reduction gear for an electric or hybrid vehicle propulsion assembly, comprising:
  • a wheel mounted on the shaft capable of transmitting a torque, at least one of the shaft and of the wheel carrying an oscillation damping device, characterized in that the oscillation damping device understand :
  • the invention makes it possible, by adding a mass to the rod, to be able to more finely adjust the resonance frequency of the damping device.
  • the value of the weight expressed in kg of the mass and/or its position along the rod can for example be used as parameters for adjusting this resonance frequency, as will be seen later.
  • the presence of a rod to which a mass is fixed allows the damping device to act in torsion when it is carried by the shaft and to act in bending when it is carried by the wheel to dampen the oscillations. The deformation of the rod allows all or part of this damping while the mass provides kinetic energy.
  • the damping device according to the invention has no internal degree of freedom, in the kinematic sense.
  • the rod is for example fixedly mounted on the wheel or on the shaft which carries it.
  • the rod is for example fixedly mounted directly on the wheel or directly on the shaft that carries it.
  • the first end of the rod is for example welded or screwed or glued to the wheel or to the shaft which carries it.
  • the stem may extend perpendicular to the surface of the wheel or the shaft which carries it.
  • the damping device can be passive, and not active.
  • a passive damping device for example does not have a control circuit configured to measure the vibrations to be damped and to move the mass along the rod so as to adapt its resonant frequency to these measured vibrations.
  • a control circuit is disclosed by application WO 00/04228.
  • the damping device may comprise a single rod. If applicable, the damping device consists of the rod and the mass fixed to the rod.
  • the mass may be a hollow piece threaded onto the rod and then fixed to the latter.
  • the mass may be overmolded onto the rod.
  • the mass and the rod may not be made in one piece, that is to say they may not form one and the same part.
  • the mass has, for example, a flattened shape and can extend on either side of the stem.
  • the mass has for example a discoid shape. Any other shape is possible for the mass. Its contour, when moving around the rod, is not limited to a circle, which can have other shapes such as an ellipse or a polygon such as a square or a rhombus for example.
  • the rod can occupy the central region of the mass.
  • the rod may or may not have a constant section along its length.
  • the section may or may not vary monotonously from the first end to the second end of the rod.
  • the section of the rod can for example decrease from the first end towards the second end of the rod.
  • the section of the rod may have a circular or polygonal contour, in particular quadrilateral such as square.
  • the mass and the rod can be made of the same material or of different materials.
  • the mass may be heavier than the rod or it may be lighter than the rod. Preferably, the mass is heavier than the rod.
  • the ratio between the weight of the mass expressed in kg and the weight of the rod expressed in kg may be greater than 10, in particular greater than 50.
  • the mass can be fixedly mounted at a distance measured along the rod from the first end, this distance being strictly less than the length of the rod measured between its first and its second end.
  • the distance is for example greater than 1 ⁇ 4 of the length of the rod, in particular greater than half the length of the rod, in particular greater than 3 ⁇ 4 of the length of the rod.
  • the resonance frequency of the damping device can be varied, knowing that this variation is all the more pronounced that the attachment of the mass is close to the second free end of the rod.
  • the damping device is for example tuned to a resonant frequency equal to the product of:
  • only one of the shaft and the wheel carried by this shaft carries a damping device as mentioned above.
  • the shaft carries a first oscillation damping device comprising a first rod extending between a first end from the shaft, and a second free end, and a first mass disposed around the first rod and attached to the first rod at a first distance measured along the first rod from the first end
  • the wheel carries a second oscillation damping device comprising a second rod extending between a first end from the wheel, and a second free end, and a second mass disposed around the second rod and secured to the second rod at a second distance measured along the second rod from the first end.
  • the first damping device and the second damping device can be different and differ by at least one:
  • the first damping device and the second damping device are identical.
  • the wheel has for example a number of teeth greater than or equal to eight, or nine, or ten.
  • the wheel has for example a number of teeth greater than sixteen or eighteen or twenty.
  • the reduction gear may comprise several shafts, each shaft carrying at least one wheel, the wheels cooperating with each other so as to transmit the torque, all or part of the shafts and/or all or part of the wheels carrying a damping device as defined above. -above.
  • the wheels can mesh directly with each other to transmit the torque.
  • an intermediate member such as a chain or a belt can be interposed between the wheels to transmit the torque from one to the other.
  • a propulsion assembly for an electric or hybrid vehicle comprising:
  • Such an assembly may further comprise at least one vehicle wheel capable of coming into contact with the ground, to which the reducer is coupled.
  • the reduction gear can either be directly coupled to the wheel, or be mounted on a front axle differential or on a vehicle rear axle differential. If necessary, several similar propulsion sets can be carried on the vehicle.
  • the electrical machine may have a higher nominal electrical power or equal to 5 kW, 15 kW, 25 kW, 50 kW, 100 kW or 300 kW.
  • the electric machine can be a synchronous machine or an asynchronous machine.
  • the electrical machine has for example a nominal supply voltage of 48V, or a nominal supply voltage greater than 200V, in particular 300V.
  • the vehicle may be an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • FIG. 1 schematically shows a propulsion assembly in which a reducer according to the invention can be installed
  • FIG. 5 is a graph showing the evolution of the resonance frequency of the damper as a function of the distance between the first end of the rod and the point of attachment of the mass on this rod.
  • FIG. 1 a propulsion assembly 1 to which the invention can be applied.
  • This set can be integrated into an electric or hybrid vehicle.
  • This assembly 1 here comprises an electrical propulsion machine 2 having a rotor and a stator, a voltage converter making it possible to electrically supply the stator from the electrical energy supplied by an electrical energy storage unit, and a reduction gear 5 receiving the torque supplied by the rotor in order to propel the vehicle.
  • the electric propulsion machine 2 is for example a synchronous machine with a permanent magnet rotor, supplying a nominal power of between 10 kW and 35 kW or supplying a nominal power greater than 100 kW.
  • the stator of this synchronous machine may comprise an electrical winding formed by conductors wound on the frame of the stator or by pins connected together.
  • the electric stator winding is for example a three-phase winding or a winding formed by two three-phase windings.
  • the voltage converter is for example an inverter/rectifier making it possible to convert the direct voltage of the electrical energy storage unit into an alternating voltage to electrically supply the stator of the electric propulsion machine 2 in a propulsion mode of the vehicle , and making it possible to rectify the alternating voltage induced at the terminals of the stator of the electric propulsion machine 2 in a regenerative mode.
  • the voltage converter for example implements several switching arms, each arm comprising controllable switches, for example field-effect transistors or IGB T transistors.
  • the voltage converter receives or applies, depending on the propulsion or regenerative mode, a voltage to an electrical energy storage unit which has, for example, a nominal voltage comprised between 42V and 54V, for example a nominal voltage of 48V. As a variant, the nominal voltage of this electrical energy storage unit is greater than 200V, for example 300V.
  • the reducer 5 part of which is represented in FIGS. 2 to 4, comprises several shafts 10 each carrying a wheel 11.
  • the wheels 11 mesh to transmit the torque supplied by the electric machine 2 to the wheels of the vehicle.
  • the wheels 11 can be chosen so that a single ratio is possible, or alternatively so that two separate ratios or three separate ratios are possible.
  • Each shaft 10 is here carried by two bearings 12.
  • Set 1 can be directly coupled to a wheel of the vehicle coming into contact with the ground, or be mounted on a front axle differential or on a rear axle differential.
  • Each wheel 11 has a number of teeth which may be greater than 8.
  • the number of teeth may vary from one wheel to another.
  • a wheel arranged upstream of another in the torque path has for example a number of teeth between 20 and 30 while the wheel downstream in the torque path with which it meshes has a number of teeth between 70 and 90.
  • a shaft 10 can carry an oscillation damping device 15.
  • This device 15 is here constituted by a rod 16 and by a mass 17 fixed to the rod 16.
  • the rod 16 s extends between a first end 18 originating on the shaft 10 and a second free end 19. It can be seen in FIG. 2 that the rod 16 can extend perpendicular to the surface of the shaft 10 from which the first end 18.
  • the rod 16 has a length L measured between its first end 18 and its second end 19 which can be between 2 cm and 10 cm, being for example equal to 5 cm.
  • the rod 16 may have a constant section S, all along its axis, between the first end 18 and the second end 19. It is for example a circular section corresponding to a diameter between 1 mm and 10 mm
  • the rod 16 is for example made of steel, having a density p which can be of the order of 7800 kg/m 3
  • Rod 16 has, for example, a Young's modulus E of between 2.10 11 and 2.510 11 Pa and a bending moment of inertia I whose value is linked to section S of rod 16.
  • the mass 17 is fixed to the rod 16 at a distance 1 from the first end 18.
  • This distance 1 may or may not be strictly less than the length L of the rod 16.
  • the distance 1 is for example greater than 1 ⁇ 4 of the length L, or even half of the length L.
  • Figure 5 shows the evolution of the resonance frequency of the rod 16 according to the value of the distance 1 with the following values: - length L: 5 cm
  • the mass 17 is arranged around the rod 16 which occupies in the example considered a central zone in the mass 17.
  • the mass is for example hollow and threaded onto the rod 16 before being fixed thereto by gluing or welding. or screwing, in particular.
  • the mass 17 has in the example considered a flattened shape, which can be a discoid or other contour plate, for example square or more globally polygonal.
  • the damping device 15 can be dimensioned so that its frequency of resonance is equal to 2500Hz.
  • Figure 3 differs from Figure 2 in that the oscillation damping device 15 is no longer carried by the shaft 10 but by the wheel 11. As can be seen in Figure 3, the rod 16 then extends axially along the shaft 10, and no longer radially relative to it. What has been described in connection with Figure 2 still applies for Figure 3.
  • Figure 4 differs from the examples of Figures 2 and 3 in that two oscillation damping devices 15 are carried by the "shaft/wheel" pair, each carrying such an oscillation damping device 15. These two oscillation damping devices 15 may be identical, and therefore have the same resonant frequency.
  • oscillation damping devices 15 when two oscillation damping devices 15 are carried by a “shaft/wheel” couple, they may have different resonance frequencies. This difference can be obtained by varying, from one oscillation damping device to another:

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Abstract

Réducteur (5) pour groupe motopropulseur de véhicule électrique ou hybride, comprenant : - un arbre (10), et - une roue (11) montée sur l'arbre (10), apte à transmettre un couple, l'un au moins de l'arbre (10) de et de la roue (11) portant un dispositif d'amortissement d'oscillations (15), caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement d'oscillations (15) comprend : - une tige (16) s'étendant entre une première extrémité (18) depuis l'arbre (10) ou la roue (11), et une deuxième extrémité (19) libre, et - une masse (17) disposée autour de la tige (16) et fixée à la tige (16).

Description

Réducteur pour véhicule électrique ou hybride avec au moins un dispositif d ’ amortissement
La présente invention concerne un réducteur pour véhicule électrique ou hybride avec un ou plusieurs dispositifs d’amortissement, ainsi qu’un ensemble de propulsion pour un tel véhicule.
Ce réducteur comprend de façon connue au moins une paire « roue menante / roue menée » pour permettre d’adapter la vitesse en sortie d’un moteur électrique à la vitesse des roues du véhicule qui viennent en contact avec le sol. Une roue menante coopère avec une roue menée de telle sorte que le couple ne transite pas de manière constante mais fluctue à la cadence de passage des dents des roues. Pour une roue donnée ou pour l’arbre portant cette roue, des vibrations se produisent à une fréquence correspondant à la vitesse de rotation de cette roue multipliée par le nombre de dents de cette roue. Lorsque cette fréquence est égale à la fréquence de résonance de cette roue ou de cet arbre, des vibrations importantes peuvent se produire, et ces vibrations peuvent endommager la boîte de vitesses et/ou créer du bruit.
Il est connu de la demande DE 10 2017 114491 de disposer dans un réducteur plusieurs dispositif d’amortissement d’oscillations, chaque dispositif d’amortissement d’oscillations se présentant sous la forme d’un manchon monté sur un arbre ou sur une zone d’une roue, ce manchon portant plusieurs saillies. Ces saillies ont une même longueur qui est faible, de sorte que le dispositif d’amortissement selon cette demande DE 10 2017 114491 ne peut traiter qu’une seule fréquence et que ce dispositif d’amortissement n’est pas adapté aux hautes vitesses.
Il existe un besoin pour amortir les oscillations dans un réducteur pour véhicule électrique ou hybride, à l’aide d’un dispositif qui soit de montage simple, et dont la fréquence puisse être réglée de façon précise à la fréquence de résonance que l’on souhaite traiter.
L’invention a pour objet de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un réducteur pour ensemble de propulsion de véhicule électrique ou hybride, comprenant :
- un arbre, et
- une roue montée sur l’arbre, apte à transmettre un couple, l’un au moins de l’arbre et de la roue portant un dispositif d’amortissement d’oscillations, caractérisé en ce que le dispositif d’amortissement d’oscillations comprend :
- une tige s’étendant entre une première extrémité depuis l’arbre ou la roue, et une deuxième extrémité libre, et
- une masse disposée autour de la tige et fixée à la tige.
L’invention permet, en ajoutant une masse sur la tige, de pouvoir régler plus finement la fréquence de résonance du dispositif d’amortissement. La valeur du poids exprimé en kg de la masse et/ou sa position le long de la tige peuvent par exemple être utilisées comme paramètres de réglage de cette fréquence de résonance, comme on le verra par la suite. Par ailleurs, la présence d’une tige à laquelle est fixée une masse permet au dispositif d’amortissement d’agir en torsion lorsqu’il est porté par l’arbre et d’agir en flexion lorsqu’il est porté par la roue pour amortir les oscillations. La déformation de la tige permet tout ou partie de cet amortissement tandis que la masse apporte de l’énergie cinétique.
Le dispositif d’amortissement selon l’invention ne présente aucun degré de liberté interne, au sens cinématique. Au sens de la présente demande et pour une roue donnée :
- « axialement » se rapporte à l’axe de rotation de cette roue et de l’arbre et signifie « parallèlement à cet axe », et
- « radial ement » signifie « dans un plan perpendiculaire à cet axe et le long d’une droite coupant cet axe ».
La tige est par exemple montée de façon fixe sur la roue ou sur l’arbre qui la porte. La tige est par exemple montée de façon fixe directement sur la roue ou directement sur l’arbre qui la porte. La première extrémité de la tige est par exemple soudée ou vissée ou collée sur la roue ou sur l’arbre qui la porte. La tige peut s’étendre perpendiculairement à la surface de la roue ou de l’arbre qui la porte. Ainsi, lorsque la tige est portée par l’arbre, la tige peut s’étendre radialement alors que lorsque la tige est portée par la roue, elle peut s’étendre axialement.
Dans tout ce qui précède, le dispositif d’amortissement peut être passif, et non être actif. Un tel dispositif d’amortissement passif est par exemple dépourvu d’un circuit de commande configuré pour mesurer les vibrations à amortir et pour déplacer la masse le long de la tige de manière à adapter sa fréquence de résonance à ces vibrations mesurées. Un tel exemple de circuit de commande est divulgué par la demande WO 00/04228.
Dans tout ce qui précède, le dispositif d’amortissement peut comprendre une unique tige. Le cas échéant, le dispositif d’amortissement est constitué par la tige et par la masse fixée sur la tige.
Dans tout ce qui précède, la masse peut être une pièce creuse enfilée sur la tige puis fixée à cette dernière. En variante, la masse peut être surmoulée sur la tige.
Dans toutes les variantes considérées, la masse et la tige peuvent ne pas être réalisées de façon monobloc, c’est-à-dire ne pas former une seule et même pièce.
La masse présente par exemple une forme aplatie et peut s’étendre de part et d’autre de la tige.
La masse présente par exemple une forme discoïde. Toute autre forme est possible pour la masse. Son contour, lorsque l’on se déplace autour de la tige, n’est pas limité à un cercle, pouvant avoir d’autres formes comme une ellipse ou un polygone comme un carré ou un losange par exemple.
La tige peut occuper la région centrale de la masse.
La tige peut présenter une section constante ou non le long de sa longueur. Lorsque la section n’est pas constante, elle peut varier de façon monotone ou non depuis la première extrémité vers la deuxième extrémité de la tige. La section de la tige peut par exemple décroître depuis la première extrémité vers la deuxième extrémité de la tige. Similairement à ce qui a été mentionné en rapport avec la masse, la section de la tige peut présenter un contour circulaire ou polygonale, notamment quadrilatéral tel que carré.
La masse et la tige peuvent être réalisées dans la même matière ou dans des matériaux différents. La masse peut être plus lourde que la tige ou elle est plus légère que la tige. De préférence, la masse est plus lourde que la tige. Le rapport entre le poids de la masse exprimé en kg et le poids de la tige exprimé en kg peut être supérieur à 10, notamment supérieur à 50.
La masse peut être montée de façon fixe à une distance mesurée le long de la tige depuis la première extrémité, cette distance étant strictement inférieure à la longueur de la tige mesurée entre sa première et sa deuxième extrémité. La distance est par exemple supérieure à ¼ de la longueur de la tige, notamment supérieure à la moitié de la longueur de la tige, notamment supérieure aux ¾ de la longueur de la tige. Selon le choix fait pour la distance depuis la première extrémité à laquelle est montée la masse par rapport à la longueur de la tige, on peut faire varier la fréquence de résonance du dispositif d’amortissement, sachant que cette variation est d’autant plus prononcée que la fixation de la masse est proche de la deuxième extrémité libre de la tige.
Le dispositif d’amortissement est par exemple accordé à une fréquence de résonance égale au produit de :
- la vitesse de rotation de l’arbre correspondant à sa fréquence de résonance et
- du nombre de dents de la roue.
Dans un exemple de mise en œuvre de l’invention, seul l’un de l’arbre et de la roue portée par cet arbre porte un dispositif d’amortissement tel que mentionné ci-dessus.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, l’arbre porte un premier dispositif d’amortissement d’oscillations comprenant une première tige s’étendant entre une première extrémité depuis l’arbre, et une deuxième extrémité libre, et une première masse disposée autour de la première tige et fixée à la première tige à une première distance mesurée le long de la première tige depuis la première extrémité, et la roue porte un deuxième dispositif d’amortissement d’oscillations comprenant une deuxième tige s’étendant entre une première extrémité depuis la roue, et une deuxième extrémité libre, et une deuxième masse disposée autour de la deuxième tige et fixée à la deuxième tige à une deuxième distance mesurée le long de la deuxième tige depuis la première extrémité.
Selon cet autre exemple, le premier dispositif d’amortissement et le deuxième dispositif d’amortissement peuvent être différents et différer par l’un au moins :
- du poids de la masse,
- de la longueur de la tige,
- de la distance à laquelle est fixée la masse sur la tige
D’autres différences alternatives ou additionnelles sont possibles, par exemple des différences de section de tige ou des différences de forme de masse ou des différences de matière. On dispose ainsi de plusieurs choix pour que la fréquence de résonance du premier dispositif d’amortissement soit différente de celle du deuxième dispositif d’amortissement, ce qui permet par exemple de traiter le cas où l’arbre et la roue ont des fréquences de résonance différentes.
En variante, et toujours selon cet autre exemple de mise en œuvre, le premier dispositif d’amortissement et le deuxième dispositif d’amortissement sont identiques.
Dans tout ce qui précède, la roue a par exemple un nombre de dents supérieur ou égal à huit, ou à neuf, ou à dix. La roue a par exemple un nombre de dents supérieur à seize ou dix-huit ou vingt.
Le réducteur peut comprendre plusieurs arbres, chaque arbre portant au moins une roue, les roues coopérant entre elles de manière à transmettre le couple, tout ou partie des arbres et/ou tout ou partie des roues portant un dispositif d’amortissement tel que défini ci-dessus. Dans ce cas, les roues peuvent engrener directement entre elles pour transmettre le couple. En variante, un organe intermédiaire telle qu’une chaîne ou une courroie peut être interposée entre des roues pour transmettre le couple de l’une vers l’autre.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble de propulsion pour véhicule électrique ou hybride, comprenant :
- une machine électrique générant un couple pour déplacer le véhicule, et
- le réducteur tel que défini ci-dessus.
Un tel ensemble peut encore comprendre au moins une roue de véhicule apte à venir en contact avec le sol, à laquelle est couplé le réducteur. Le réducteur peut être soit directement couplé à la roue, soit être monté sur un différentiel de train avant ou sur un différentiel de train arrière de véhicule. Le cas échéant, plusieurs ensembles de propulsion similaires peuvent être embarqués sur le véhicule.
La machine électrique peut présenter une puissance électrique nominale supérieure ou égale à 5 kW, à 15 kW, à 25 kW, à 50 kW, à lOOkW ou à 300 kW.
La machine électrique peut être une machine synchrone ou une machine asynchrone. La machine électrique a par exemple une tension nominale d’alimentation de 48V, ou une tension nominale d’alimentation supérieure à 200V, notamment à 300V.
Le véhicule peut être un véhicule électrique ou un véhicule hybride.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique un ensemble de propulsion dans lequel peut être implanté un réducteur selon l’invention,
- les figures 2, 3 et 4 représentent trois variantes d’un amortisseur d’oscillations selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, et
- la figure 5 est un graphe montrant l’évolution de la fréquence de résonance de l’amortisseur en fonction de la distance entre la première extrémité de la tige et le point de fixation de la masse sur cette tige.
On a représenté sur la figure 1 un ensemble de propulsion 1 auquel peut s’appliquer l’invention. Cet ensemble peut être intégré à un véhicule électrique ou hybride. Cet ensemble 1 comprend ici une machine électrique de propulsion 2 ayant un rotor et un stator, un convertisseur de tension permettant d’alimenter électriquement le stator à partir de l’énergie électrique fournie par une unité de stockage d’énergie électrique, et un réducteur 5 recevant le couple fourni par le rotor en vue de propulser le véhicule.
La machine électrique de propulsion 2 est par exemple une machine synchrone à rotor à aimants permanents, fournissant une puissance nominale comprise entre 10 kW et 35 kW ou fournissant une puissance nominale supérieure à 100 kW. Le stator de cette machine synchrone peut comprendre un enroulement électrique formé par des conducteurs bobinés sur la carcasse du stator ou par des épingles reliées entre elles. L’enroulement électrique de stator est par exemple un enroulement triphasé ou un enroulement formé par deux enroulements triphasés.
Le convertisseur de tension est par exemple un onduleur/redresseur permettant de convertir la tension continue de l’unité de stockage d’énergie électrique en une tension alternative pour alimenter électriquement le stator de la machine électrique de propulsion 2 dans un mode de propulsion du véhicule, et permettant de redresser la tension alternative induite aux bornes du stator de la machine électrique de propulsion 2 dans un mode régénératif. Le convertisseur de tension met par exemple en œuvre plusieurs bras de commutation, chaque bras comprenant des interrupteurs commandables, par exemple des transistors à effet de champ ou des transistors IGB T. Le convertisseur de tension reçoit ou applique selon le mode propulsion ou régénératif une tension à une unité de stockage d’énergie électrique qui a par exemple une tension nominale comprise entre 42V et 54V, par exemple une tension nominale de 48V. En variante, la tension nominale de cette unité de stockage d’énergie électrique est supérieure à 200V, par exemple à 300V.
Le réducteur 5, dont une partie est représentée sur les figures 2 à 4, comprend plusieurs arbres 10 portant chacun une roue 11. Les roues 11 engrènent pour transmettre le couple fourni par la machine électrique 2 vers les roues du véhicule. Les roues 11 peuvent être choisies pour qu’un unique rapport soit possible, ou en variante pour que deux rapports distincts ou trois rapports distincts soient possibles. Chaque arbre 10 est ici porté par deux paliers 12.
L’ ensemble 1 peut être directement couplé à une roue du véhicule venant en contact du sol, ou être monté sur un différentiel d’essieu avant ou sur un différentiel d’essieu arrière.
Chaque roue 11 présente un nombre de dents qui peut être supérieur à 8. Le nombre de dents peut varier d’une roue à l’autre. Une roue disposée en amont d’une autre dans le chemin du couple présente par exemple un nombre de dents compris entre 20 et 30 tandis que la roue en aval dans le chemin du couple avec laquelle elle engrène présente un nombre de dents compris entre 70 et 90.
Comme on peut le voir sur la figure 2, un arbre 10 peut porter un dispositif d’amortissement d’oscillations 15. Ce dispositif 15 est ici constitué par une tige 16 et par une masse 17 fixée sur la tige 16. La tige 16 s’étend entre une première extrémité 18 naissant sur l’arbre 10 et une deuxième extrémité libre 19. On constate sur la figure 2 que la tige 16 peut s’étendre perpendiculairement à la surface de l’arbre 10 d’où prend naissance la première extrémité 18. La tige 16 présente une longueur L mesurée entre sa première extrémité 18 et sa deuxième extrémité 19 qui peut être comprise entre 2 cm et 10 cm, étant par exemple égale à 5 cm. La tige 16 peut présenter une section S constante, tout le long de son axe, entre la première extrémité 18 et la deuxième extrémité 19. Il s’agit par exemple d’une section circulaire correspondant à un diamètre compris entre 1 mm et 10 mm
La tige 16 est par exemple réalisée en acier, présentant une masse volumique p pouvant être de l’ordre de.7800kg/m3
La tige 16 présente par exemple un module d’Young E compris entre 2.1011 et 2.51011 Pa et un moment d’inertie en flexion I dont la valeur est liée à la section S de la tige 16.
On constate sur la figure 2 que la masse 17 est fixée sur la tige 16 à une distance 1 de la première extrémité 18. Cette distance 1 peut ou non être strictement inférieure à la longueur L de la tige 16. La distance 1 est par exemple supérieure à ¼ de la longueur L, voire à la moitié de la longueur L.
La Figure 5 montre l’évolution de la fréquence de résonance de la tige 16 selon la valeur de la distance 1 avec les valeurs suivantes : - longueur L : 5 cm
- section S de la tige 16 : 1 cm2, avec une forme carrée
- poids de la masse 17 : 100g
- matériau de la tige 16 : acier
On constate que le déplacement du point de fixation de la masse 17 sur la tige 16 ne conduit, lorsque l’on reste dans la première moitié de la tige 16 depuis la première extrémité 18, qu’à une faible variation de la fréquence de résonance du dispositif d’amortissement d’oscillations 15. Cette fréquence conserve alors une valeur comprise entre 3000 et 3400 Hz dans l’exemple considéré. Lorsque l’on se rapproche davantage de la deuxième extrémité libre 19, cette variation de fréquence de résonance s’accentue comme on peut le voir sur la figure 5, la fréquence de résonance pouvant passer d’une valeur de 3000 Hz à une valeur de 2300 Hz, par exemple.
La masse 17 est disposée autour de la tige 16 qui occupe dans l’exemple considéré une zone centrale dans la masse 17. La masse est par exemple creuse et enfilée sur la tige 16 avant d’être fixée à celle-ci par collage ou soudure ou vissage, notamment. La masse 17 présente dans l’exemple considéré une forme aplatie, pouvant être une plaque de contour discoïde ou autre, par exemple carrée ou plus globalement polygonale.
On peut jouer sur les différents paramètres précédents de manière à accorder le dispositif d’amortissement 15 à une fréquence de résonance égale au produit du nombre de dents de la roue 11 avec la vitesse de rotation de l’arbre 10 pour laquelle il entre en résonance. Ainsi, dans le cas où cette résonance de l’arbre 10 s’effectue pour une vitesse de 6000 tr/min et où la roue 11 présente 26 dents, on peut dimensionner le dispositif d’amortissement 15 de manière à ce que sa fréquence de résonance soit égale à 2500Hz.
L’équation donnant la fréquence de résonance du dispositif d’amortissement 15 est la suivante dans l’exemple considéré, avec les paramètres tels qu’identifiés ci-dessus [Math 1]
La figure 3 diffère de la figure 2 par le fait que le dispositif d’amortissement d’oscillations 15 n’est plus porté par l’arbre 10 mais par la roue 11. Comme on peut le voir sur la figure 3, la tige 16 s’étend alors axialement le long de l’arbre 10, et non plus radial ement par rapport à celui-ci. Ce qui a été décrit en rapport avec la Figure 2 s’applique encore pour la Figure 3.
La Figure 4 diffère des exemples des figures 2 et 3 par le fait que deux dispositifs d’amortissement d’oscillations 15 sont portés par le couple « arbre/roue », chacun portant un tel dispositif d’amortissement d’oscillations 15. Ces deux dispositifs d’amortissement d’oscillations 15 peuvent être identiques, et donc présenter une même fréquence de résonance.
En variante, lorsque deux dispositifs d’amortissement d’oscillations 15 sont portés par un couple « arbre/roue », ils peuvent présenter des fréquences de résonance différentes. Cette différence peut être obtenue en faisant varier, d’un dispositif d’amortissement d’oscillations à l’autre :
- la longueur L de la tige 16,
- la section S de la tige 16,
- la masse volumique p de la tige 16, - le module d’Young E de la tige 16,
- le moment d’inertie en flexion I de la tige 16,
- la distance 1 à laquelle est fixée la masse 17 sur la tige 16,
- le poids m de la masse 17, exprimé en kg
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.

Claims

Revendications
1. Réducteur (5) pour ensemble de propulsion (1) de véhicule électrique ou hybride, comprenant :
- un arbre (10), et
- une roue (11) montée sur l’arbre (10), apte à transmettre un couple, l’un au moins de l’arbre (10) et de la roue (11) portant un dispositif d’amortissement d’oscillations (15) caractérisé en ce que le dispositif d’amortissement d’oscillations (15) comprend :
- une tige (16) s’étendant entre une première extrémité (18) depuis l’arbre (10) ou la roue (11), et une deuxième extrémité (19) libre, et
- une masse (17) disposée autour de la tige (16) et fixée à la tige (16).
2. Réducteur selon la revendication 1, la tige (16) étant montée de façon fixe sur la roue (11) ou sur l’arbre (10) qui la porte.
3. Réducteur selon la revendication 2, la tige étant (16) étant montée de façon fixe directement sur la roue (11) ou directement sur l’arbre (10) qui la porte.
4. Réducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, la tige (16) s’étendant perpendiculairement à la surface de la roue (11) ou de l’arbre (10) qui la porte.
5. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, la masse (17) étant montée de façon fixe à une distance (1) mesurée le long de la tige (16) depuis la première extrémité (18), cette distance (1) étant strictement inférieure à la longueur (L) de la tige mesurée entre sa première (18) et sa deuxième (19) extrémité.
6. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif d’amortissement (15) étant accordé à une fréquence de résonance égale au produit de la vitesse de rotation de l’arbre (10) correspondant à sa fréquence de résonance et du nombre de dents de la roue (11).
7. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, le rapport entre le poids de la masse (17) exprimé en kg et le poids de la tige (16) exprimé en kg étant supérieur à 10.
8. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif d’amortissement (15) étant passif.
9. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’arbre (10) portant un premier dispositif d’amortissement d’oscillations (15) comprenant une première tige (16) s’étendant entre une première extrémité depuis l’arbre (10), et une deuxième extrémité libre, et une première masse (17) disposée autour de la première tige (16) et fixée à la première tige (16) à une première distance mesurée le long de la première tige depuis la première extrémité, la roue (11) portant un deuxième dispositif d’amortissement d’oscillations (15) comprenant une deuxième tige (16) s’étendant entre une première extrémité depuis la roue (11), et une deuxième extrémité libre, et une deuxième masse (17) disposée autour de la deuxième tige (16) et fixée à la deuxième tige (16) à une deuxième distance mesurée le long de la deuxième tige (16) depuis la première extrémité, le premier dispositif d’amortissement et le deuxième dispositif d’amortissement différant par l’un au moins :
- du poids de sa masse,
- de la longueur de sa tige,
- de la distance à laquelle est fixée sa masse sur sa tige.
10. Réducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, l’arbre (10) portant un premier dispositif d’amortissement d’oscillations (15) comprenant une première tige (16) s’étendant entre une première extrémité depuis l’arbre (10), et une deuxième extrémité libre, et une première masse (17) disposée autour de la première tige (16) et fixée à la première tige (16) à une première distance mesurée le long de la première tige (16) depuis la première extrémité, la roue (11) portant un deuxième dispositif d’amortissement d’oscillations (15) comprenant une deuxième tige (16) s’étendant entre une première extrémité depuis la roue (11), et une deuxième extrémité libre, et une deuxième masse (17) disposée autour de la deuxième tige (16) et fixée à la deuxième tige (16) à une deuxième distance mesurée le long de la deuxième tige (16) depuis la première extrémité, le premier dispositif d’amortissement et le deuxième dispositif d’amortissement étant identiques.
11. Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant plusieurs arbres (10), chaque arbre (10) portant au moins une roue (11), les roues coopérant entre elles de manière à transmettre le couple, tout ou partie des arbres et/ou tout ou partie des roues portant un dispositif d’amortissement (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
12. Ensemble de propulsion (1) comprenant :
- une machine électrique tournante (2), et
- le réducteur (5) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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