EP4449594A1 - Carter pour machine électrique, machine électrique, circuit de refroidissement, véhicule et procédé de refroidissement associés - Google Patents

Carter pour machine électrique, machine électrique, circuit de refroidissement, véhicule et procédé de refroidissement associés

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EP4449594A1
EP4449594A1 EP22822178.4A EP22822178A EP4449594A1 EP 4449594 A1 EP4449594 A1 EP 4449594A1 EP 22822178 A EP22822178 A EP 22822178A EP 4449594 A1 EP4449594 A1 EP 4449594A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
cooling
rotor
pump
valve
Prior art date
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Pending
Application number
EP22822178.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bassel Assaad
Samuel Gabillard
Frederic Ousset
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.)
Ampere SAS
Original Assignee
Ampere SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Ampere SAS filed Critical Ampere SAS
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/193—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil with provision for replenishing the cooling medium; with means for preventing leakage of the cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof

Definitions

  • the present invention relates to the cooling of electrical machines.
  • the present invention relates more particularly to a casing for an electric machine, an electric machine equipped with such a casing, a cooling circuit and a method for cooling such a machine, and an electric motor vehicle equipped with such a electric machine.
  • an electric motor vehicle comprises an electric motor and an engine cooling circuit in which a cooling fluid circulates.
  • the circuit comprises a reservoir for storing the cooling fluid or tank, for example oil, and a pump for circulating the fluid in the circuit.
  • the reservoir is generally arranged at the bottom of the crankcase so that the oil is stored under the electric motor.
  • Oil is generally viscous at low temperature (-20°C).
  • the pump is generally attached to the casing above the reservoir and comprises a pipe connected to a suction strainer.
  • the pump is sized to suck the viscous oil from the bottom of the crankcase and discharge the oil above the engine.
  • the pump In order to suck up and push back the viscous oil, the pump develops a high suction power resulting in high energy consumption for its power supply.
  • the invention relates to a casing for an electric machine, comprising an oil tank arranged on a lower part of the casing opposite an upper part of the casing.
  • An oil pump is disposed between the oil sump and the lower part, the oil sump comprising a funnel section oriented so that the weakest section is connected to a suction inlet of the oil pump and the larger section is configured to collect oil dripping into the crankcase.
  • the invention also relates to an electric machine comprising a casing as defined above and a rotor, the rotor being arranged in the casing so that the oil contained in the oil sump is thrown into the crankcase by the rotating rotor.
  • the electric machine further comprises a stator housing the rotor and comprising stator coils, the stator being arranged in the casing so that when the rotor is stationary, the oil contained in the tank oil at least partially covers part of the stator coils.
  • the invention also relates to a cooling circuit comprising an electric machine as defined above, and at least one orifice connected to an oil supply conduit and arranged in the upper part of the stator located in the upper part of the crankcase, the supply conduit being connected to a discharge outlet of the oil pump so that the oil discharged by the oil pump flows over the rotor.
  • the casing comprises two bearings holding the rotor in the casing, each bearing comprising a lubrication orifice arranged in the upper part of the casing and connected to the supply conduit.
  • the cooling circuit further comprises a heat exchanger comprising a primary circuit connecting the delivery outlet of the oil pump to the supply conduit, and comprising a secondary circuit intended to be connected to a second circuit cooling.
  • the invention also relates to an electric motor vehicle comprising a cooling circuit as defined above, and a second cooling circuit, the second cooling circuit comprising a cooling radiator, a cooling pump, a valve and at least one electrical component, an outlet of the radiator being connected to a first inlet of the valve, an outlet of the valve being connected to a suction inlet of the cooling pump, a delivery outlet of the cooling pump being connected to a cooling inlet of the component, a cooling outlet of the component being connected to an inlet of the secondary circuit of the heat exchanger, an outlet of the secondary circuit of the heat exchanger being connected to an inlet of the radiator and to a second inlet of the valve, the valve being configured so that as long as the temperature of a fluid circulated by the cooling pump in the second cooling circuit is below a setpoint temperature, the fluid flows through the second inlet and the outlet of the valve so that the fluid does not flow through the radiator, and so that as soon as the temperature of the fluid is greater than or equal to the set temperature, the fluid flows through the radiator, the first valve in
  • the valve comprises a thermostatic valve.
  • the invention also relates to a method of cooling an electric machine as defined above, the oil tank being filled with oil, comprising:
  • the method comprises prior to the rotation of the rotor, the supply of the coils stators to heat the oil contained in the oil tank.
  • FIG.l schematically illustrates an electric motor vehicle according to the invention
  • FIG.2 schematically illustrates an embodiment of an electric machine according to the invention
  • FIG.3 schematically illustrates an embodiment of an oil tank according to the invention
  • FIG.4 schematically illustrates an example of a method of cooling the electrical machine according to the invention.
  • FIG.5 schematically illustrates an example of the starting stage of the electric motor vehicle according to the invention.
  • the [Fig.l] illustrates a motor vehicle 1 comprising a first cooling circuit 2 and a second cooling circuit 3 connected by a heat exchanger 4 comprising a primary circuit 5 and a secondary circuit 6.
  • the first cooling circuit 2 comprises an electric machine 7 comprising a housing 8 and an oil pump 9.
  • a discharge outlet 10 of the pump 9 is connected by a supply pipe 11 and via the primary circuit 5 of the exchanger 4 to an inlet 8a of the housing 8.
  • Oil set in motion by the pump 9 circulates in the first circuit 2 to cool the machine 7.
  • the second cooling circuit 3 comprises a cooling radiator 12, a cooling pump 13, a valve 14, and at least one electrical component 15 comprising a cooling inlet 16 and a cooling outlet 17.
  • the electrical component 15 comprises for example an electrical power component requiring to be cooled, for example a power converter driving the machine 7, a battery supplying said power converter.
  • the power component 15 is replaced by another cooling circuit comprising, for example, electrical power components requiring to be cooled, for example by means of a heat exchanger or connected directly to the second cooling circuit 3.
  • An outlet of the radiator 18 is connected to a first inlet 19 of the valve 14.
  • An outlet 20 of valve 14 is connected to a suction inlet 21 of cooling pump 13.
  • a discharge outlet 22 of the cooling pump 13 is connected to the cooling inlet 16 of the component 15, and the cooling outlet 17 of the component 15 is connected to an inlet of the secondary circuit 6 of the heat exchanger. heat 4.
  • An output of the secondary circuit of the heat exchanger 4 is connected to an inlet 23 of the radiator 12 and to a second inlet 24 of the valve 14.
  • the second circuit 3 may further comprise means 25 for measuring the temperature of the fluid.
  • the measuring means 25 comprise for example a temperature sensor.
  • the second circuit 3 cools the component 15 from the cooling fluid circulated by the cooling pump 13 in said circuit.
  • the cooling fluid comprises, for example, glycol water.
  • the valve 14 comprises for example a three-way type valve.
  • valve 14 is controlled so that the fluid flows through the second inlet 24 of the valve 14 and through the outlet. 20 of valve 14. Fluid does not flow through radiator 12.
  • the valve 14 is controlled so that the fluid flows through the radiator 12, the first inlet 19 of the valve 14 and the outlet 20 of valve 14.
  • the valve 14 is for example controlled by control means 26 from the temperature Tref recorded by the measuring means 25.
  • the control means 26 comprise for example a processing unit.
  • the valve 14 comprises a thermostatic valve, the second circuit 3 not comprising the measuring means 25 and the control means 26.
  • the [Eig.2] schematically illustrates an embodiment of the electric machine 7.
  • the housing 8 comprises an oil tank 27 arranged on a lower part 28 of the housing 8 opposite an upper part 29 of the housing 8.
  • the oil tank 27 stores oil 30 when the machine 7 is stopped.
  • a surface 29a of the upper part 29 is connected to a surface 28a of the lower part 28 by a vector VECT parallel to the gravitational vector g.
  • the machine 7 comprises a stator 31, a rotor 32 housed in the stator 31, and two bearings 33, 34 comprising for example ball bearings holding the rotor in the housing 8.
  • the machine 7 further comprises sealing means (not shown) to prevent the oil 30 from escaping from the casing 8.
  • a cylinder head 35 of the stator 31 comprises at least one orifice 36 disposed in the upper part of the stator 31 located in the upper part 29 of the housing 8 and connected to the inlet 8a of the housing 8 so that the oil 30 discharged by the pump 9 oil flows over the rotor 32.
  • the orifice 36 projects oil onto the rotor 32 and the stator 31 in order to cool the rotor and the stator.
  • the bearings 33, 34 each include a lubrication orifice 37, 38 connected to the inlet 8a of the casing 8.
  • the oil 30 discharged by the oil pump 9 flows into the bearings 33, 34 through the orifices 37, 38 to lubricate and cool said bearings.
  • the bearings 37, 38 are of the self-lubricating type, the casing 8 not comprising the orifices 37, 38.
  • the oil pump 9 is arranged between the oil tank 27 and the lower part 28.
  • the oil tank 27 comprises a funnel section oriented so that the weaker section 39 is connected to a suction inlet 40 of the oil pump 9, and the larger section 41 collects the oil 30 dripping into crankcase 8.
  • the oil 30 contained in the casing 8 is drawn into the lower part 28 of the casing 8 by gravity, making it possible to reduce the suction capacity of the pump 9.
  • the pump 9 does not lose its prime when the oil level is tilted in the oil tank following the inclination of the vehicle 1.
  • the integration of the pump 9 in the casing 8 also makes it possible to reduce the number of elements compared to an attached oil pump as known from the state of the art.
  • the rotor 32 is arranged in the housing 8 so that the oil 30 contained in the tank 27 oil is projected into the housing 8 by the rotor 32 in rotation.
  • the oil tank 27 is also sized so that when the pump 9 delivers oil 30, the oil level in the tank 27 is sufficient to prevent the depriming of the pump 9 in order to reduce the quantity of oil. oil in sump 8 (dry sump).
  • the dimensioning of the cover 27 is carried out for example from a digital simulation model of the cover 27 or from a prototype.
  • the tank 27 further comprises a temperature sensor 42 measuring the temperature Th of the oil 30 in the tank 27.
  • the [Fig.4] illustrates an example of a method of cooling the electrical machine 7.
  • the rotor 32 is rotated under the effect of a magnetic field generated by the stator coils 31.
  • the rotor 32 projects the oil 30 into the casing 8 by bubbling.
  • the oil 30 is heated by bubbling.
  • control means (not shown) actuate the pump 9.
  • the heating of the oil by the bubbling of the rotor 32 makes it possible to switch on the pump 9 when the oil has reached the control temperature, the control temperature being equal to the lower limit of the range of optimum temperatures operation of the pump in order to minimize the fluid friction of the oil 30 in the pump 9 to reduce the energy consumption of the pump 9.
  • the method comprises prior to the setting in rotation of the rotor 31, the supply of the stator coils 31 to heat the oil 30 contained in the tank 27 of oil so that the oil 30 reaches the control temperature Tcom more quickly.
  • the energy released by the electrical component 15 is transmitted to the oil 30 via the heat exchanger heat 4 when the pump 9 operates.
  • the [Fig.5] illustrates an example of the vehicle starting step 1.
  • the cooling pump 13 transfers the cooling fluid heated by the electrical component 15 into the secondary circuit 6 of the heat exchanger 4 so that the energy contained in the fluid heats the oil of the first circuit 2 flowing in the primary circuit 5 under the effect of the oil pump 9.
  • the valve 14 In order to transfer all of the energy dissipated into the cooling fluid, as long as the temperature Tref measured by the means 25 is lower than the setpoint temperature Tcons, the valve 14 is controlled so that the fluid s flows through the second inlet 24 of the valve 14 and through the outlet 20 of the valve 14. The fluid does not flow through the radiator 12 preventing the energy contained in the cooling fluid from being dissipated outside the vehicle 1, and so that the energy dissipated in the cooling fluid heats the oil via the exchanger 4.
  • valve 14 As soon as the temperature of the fluid is greater than or equal to the setpoint temperature Tcons, the valve 14 is controlled so that the fluid flows through the radiator 12, the first inlet 19 of the valve 14 and the outlet 20 of valve 14 (sub-step 53).
  • the start-up step makes it possible to heat the oil 30 more quickly from the energy dissipated by the electrical component 15, to reduce fluid friction in the pump 9 and thus reduce the consumption of said pump.
  • the cooling process can include both the conditioning step and the start-up step.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Le carter (8) pour machine électrique (7), comporte une bâche à huile (27) disposée sur une partie inférieure (28) du carter opposée à une partie supérieure (29) du carter. Une pompe à huile (9) est disposée entre la bâche à huile et la partie inférieure, la bâche à huile comprenant une section en entonnoir orientée de sorte que la section la plus faible est reliée à une entrée d'aspiration de la pompe à huile et la section la plus grande est configurée pour recueillir de l'huile ruisselant dans le carter.

Description

Description
Titre de l'invention : Carter pour machine électrique, machine électrique, circuit de refroidissement, véhicule et procédé de refroidissement associés
[0001] La présente invention concerne le refroidissement de machines électriques.
[0002] La présente invention concerne plus particulièrement un carter pour machine électrique, une machine électrique équipée d’un tel carter, un circuit de refroidissement et un procédé de refroidissement d’une telle machine, et un véhicule automobile électrique équipé d’une telle machine électrique.
[0003] Généralement un véhicule automobile électrique comprend un moteur électrique et un circuit de refroidissement du moteur dans lequel circule un fluide de refroidissement.
[0004] Le circuit comprend un réservoir de stockage du fluide de refroidissement ou bâche, par exemple de l’huile, et une pompe pour faire circuler le fluide dans le circuit.
[0005] Le réservoir est généralement disposé au fond du carter de sorte que l’huile est stockée sous le moteur électrique.
[0006] L’huile est généralement visqueuse à basse température (-20 °C).
[0007] La pompe est généralement rapportée sur le carter au-dessus du réservoir et comprend une conduite reliée à une crépine d’aspiration.
[0008] La pompe est dimensionnée pour aspirer l’huile visqueuse depuis le fond du carter et refouler l’huile au-dessus du moteur.
[0009] Afin d’aspirer et refouler l’huile visqueuse, la pompe développe une puissance d’aspiration importante entraînant une consommation d’énergie importante pour son alimentation.
[0010] En outre, l’encombrement d’une telle pompe et l’encombrement du réservoir sont généralement importants.
[0011] Il est donc proposé de pallier tout ou partie des inconvénients précités.
[0012] Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objet un carter pour machine électrique, comportant une bâche à huile disposée sur une partie inférieure du carter opposée à une partie supérieure du carter.
[0013] Une pompe à huile est disposée entre la bâche à huile et la partie inférieure, la bâche à huile comprenant une section en entonnoir orientée de sorte que la section la plus faible est reliée à une entrée d’aspiration de la pompe à huile et la section la plus grande est configurée pour recueillir de l’huile ruisselant dans le carter.
[0014] L’invention a également pour objet une machine électrique comprenant un carter tel que défini précédemment et un rotor, le rotor étant disposé dans le carter de sorte que l’huile contenue dans la bâche à huile est projetée dans le carter par le rotor en rotation.
[0015] De préférence, la machine électrique comporte en outre un stator logeant le rotor et comprenant des bobines statoriques, le stator étant disposé dans le carter de sorte que lorsque le rotor est à l’arrêt, l’huile contenue dans la bâche à huile recouvre au moins partiellement une partie des bobines statoriques.
[0016] L’invention a également pour objet un circuit de refroidissement comprenant une machine électrique telle que définie précédemment, et au moins un orifice relié à un conduit d’alimentation en huile et disposé dans la partie supérieure du stator située dans la partie supérieure du carter, le conduit d’alimentation étant reliée à une sortie de refoulement de la pompe à huile de sorte que l’huile refoulée par la pompe à huile s’écoule sur le rotor.
[0017] Avantageusement, le carter comprend deux paliers maintenant le rotor dans le carter, chaque palier comprenant un orifice de lubrification disposé dans la partie supérieure du carter et relié au conduit d’alimentation.
[0018] De préférence, le circuit de refroidissement comprend en outre un échangeur de chaleur comportant un circuit primaire reliant la sortie de refoulement de la pompe à huile au conduit d’alimentation, et comportant un circuit secondaire destiné à être relié à un deuxième circuit de refroidissement.
[0019] L’invention a également pour objet un véhicule automobile électrique comprenant un circuit de refroidissement tel que défini précédemment, et un deuxième circuit de refroidissement, le deuxième circuit de refroidissement comprenant un radiateur de refroidissement, une pompe de refroidissement, une vanne et au moins un composant électrique, une sortie du radiateur étant reliée à une première entrée de la vanne, une sortie de la vanne étant reliée à une entrée d’aspiration de la pompe de refroidissement, une sortie de refoulement de la pompe de refroidissement étant reliée à une entrée de refroidissement du composant, une sortie de refroidissement du composant étant reliée à une entrée du circuit secondaire de l’échangeur de chaleur, une sortie du circuit secondaire de l’échangeur de chaleur étant reliée à une entrée du radiateur et à une deuxième entrée de la vanne, la vanne étant configurée de sorte que tant que la température d’un fluide mis en circulation par la pompe de refroidissement dans le deuxième circuit de refroidissement est inférieure à une température de consigne, le fluide s’écoule par la deuxième entrée et la sortie de la vanne de sorte que le fluide ne s’écoule pas à travers le radiateur, et de sorte que dès que la température du fluide est supérieure ou égale à la température de consigne, le fluide s’écoule à travers le radiateur, la première entrée de la vanne et la sortie de la vanne.
[0020] De préférence, la vanne comprend une vanne thermostatique.
[0021] L’invention a encore pour objet un procédé de refroidissement d’une machine électrique telle que définie précédemment, la bâche à huile étant remplie d’huile, comportant :
[0022] - la mise en rotation du rotor de sorte que le rotor projette l’huile contenue dans la bâche à huile à l’intérieur du carter, et
[0023] - l’activation de la pompe à huile dès que la température de l’huile est supérieure ou égale à une température de commande de sorte que l’huile s’écoule sur le rotor.
[0024] De préférence, si l’huile de la bâche à huile recouvre au moins partiellement une partie des bobines statoriques lorsque le rotor est à l’arrêt, le procédé comprend antérieurement à la mise en rotation du rotor, l’alimentation des bobines statoriques pour chauffer l’huile contenue dans la bâche d’huile.
[0025] D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[0026] [Fig.l] illustre schématiquement un véhicule automobile électrique selon l’invention
[0027] [Fig.2] illustre schématiquement un exemple de réalisation d’une machine électrique selon l’invention ;
[0028] [Fig.3] illustre schématiquement un exemple de réalisation d’une bâche à huile selon l’invention ;
[0029] [Fig.4] illustre schématiquement un exemple d’un procédé de refroidissement de la machine électrique selon l’invention ; et
[0030] [Fig.5] illustre schématiquement un exemple d’étape de démarrage du véhicule automobile électrique selon l’invention.
[0031] La [Fig.l] illustre un véhicule automobile 1 comportant un premier de circuit 2 de refroidissement et un deuxième circuit de refroidissement 3 reliés par un échangeur de chaleur 4 comportant un circuit primaire 5 et un circuit secondaire 6.
[0032] Le premier circuit 2 de refroidissement comprend une machine électrique 7 comportant un carter 8 et une pompe à huile 9.
[0033] Une sortie de refoulement 10 de la pompe 9 est reliée par un conduit d’alimentation 11 et par l’intermédiaire du circuit primaire 5 de l’échangeur 4 à une entrée 8a du carter 8.
[0034] De l’huile mise en mouvement par la pompe 9 circule dans le premier circuit 2 pour refroidir la machine 7.
[0035] Le deuxième circuit de refroidissement 3 comprend un radiateur de refroidissement 12, une pompe de refroidissement 13, une vanne 14, et au moins un composant électrique 15 comprenant une entrée de refroidissement 16 et une sortie de refroidissement 17.
[0036] Le composant électrique 15 comprend par exemple un composant électrique de puissance nécessitant d’être refroidi, par exemple un convertisseur de puissance pilotant la machine 7, une batterie alimentant ledit convertisseur de puissance.
[0037] En variante, plusieurs composants nécessitant d’être refroidis sont intégrés dans le deuxième circuit 2.
[0038] Selon encore une autre variante, le composant 15 de puissance est remplacé par un autre circuit de refroidissement comportant par exemple des composants électriques de puissance nécessitant d’être refroidis par exemple par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur ou relié directement au deuxième circuit de refroidissement 3.
[0039] Une sortie du radiateur 18 est reliée à une première entrée 19 de la vanne 14.
[0040] Une sortie 20 de la vanne 14 est reliée à une entrée d’aspiration 21 de la pompe de refroidissement 13.
[0041] Une sortie de refoulement 22 de la pompe de refroidissement 13 est reliée à l’entrée 16 de refroidissement du composant 15, et la sortie 17 de refroidissement du composant 15 est reliée à une entrée du circuit secondaire 6 de l’échangeur de chaleur 4.
[0042] Une sortie du circuit secondaire de l’échangeur de chaleur 4 est reliée à une entrée 23 du radiateur 12 et à une deuxième entrée 24 de la vanne 14.
[0043] Le deuxième circuit 3 peut comprendre en outre des moyens de mesure 25 de la température du fluide.
[0044] Les moyens de mesure 25 comportent par exemple un capteur de température.
[0045] Le deuxième circuit 3 refroidit le composant 15 à partir du fluide de refroidissement mis en circulation par la pompe de refroidissement 13 dans ledit circuit.
[0046] Le fluide de refroidissement comprend par exemple de l’eau glycolée.
[0047] La vanne 14 comprend par exemple une vanne de type trois voies.
[0048] Tant que la température Tref mesurée par les moyens de mesure 25 est inférieure à une température de consigne Tcons, la vanne 14 est pilotée de sorte que le fluide s’écoule par la deuxième entrée 24 de la vanne 14 et par la sortie 20 de la vanne 14. Le fluide ne s’écoule pas à travers le radiateur 12.
[0049] Dès que la température du fluide est supérieure ou égale à la température de consigne Tcons, la vanne 14 est pilotée de sorte que le fluide s’écoule à travers le radiateur 12, la première entrée 19 de la vanne 14 et la sortie 20 de la vanne 14.
[0050] La vanne 14 est par exemple pilotée par des moyens de contrôle 26 à partir de la température Tref relevée par les moyens de mesure 25.
[0051] Les moyens de contrôle 26 comprennent par exemple une unité de traitement.
[0052] Selon un autre mode de réalisation, la vanne 14 comprend une vanne thermostatique, le deuxième circuit 3 ne comprenant pas les moyens de mesure 25 et les moyens de contrôle 26.
[0053] La [Eig.2] illustre schématiquement un exemple de réalisation de la machine électrique 7. [0054] Le carter 8 comprend une bâche à huile 27 disposée sur une partie inférieure 28 du carter 8 opposée à une partie supérieure 29 du carter 8.
[0055] La bâche à huile 27 stocke de l’huile 30 lorsque la machine 7 est à l’arrêt.
[0056] Une surface 29a de la partie supérieure 29 est reliée à une surface 28a de la partie inférieure 28 par un vecteur VECT parallèle au vecteur gravitationnel g .
[0057] La machine 7 comprend un stator 31, un rotor 32 logé dans le stator 31, et deux paliers 33, 34 comportant par exemple des roulements à billes maintenant le rotor dans le carter 8.
[0058] La machine 7 comprend en outre des moyens d’étanchéité (non représentés) pour empêcher l’huile 30 de s’échapper du carter 8.
[0059] Une culasse 35 du stator 31 comprend au moins un orifice 36 disposé dans la partie supérieure du stator 31 située dans la partie supérieure 29 du carter 8 et relié à l’entrée 8a du carter 8 de sorte que l’huile 30 refoulée par la pompe 9 à huile s’écoule sur le rotor 32.
[0060] L’orifice 36 projette de l’huile sur le rotor 32 et la stator 31 afin de refroidir le rotor et le stator.
[0061] Sous l’effet de la gravité, l’huile réchauffée par son passage sur le rotor et le stator ruisselle dans la bâche 27 à huile.
[0062] Les paliers 33, 34 comprennent chacun un orifice de lubrification 37, 38 relié à l’entrée 8a du carter 8.
[0063] L’huile 30 refoulée par la pompe 9 à huile s’écoule dans les paliers 33, 34 par les orifices 37, 38 pour lubrifier et refroidir lesdits paliers.
[0064] En variante, les paliers 37, 38 sont du type autolubrifiant, le carter 8 ne comportant pas les orifices 37, 38.
[0065] La pompe à huile 9 est disposée entre la bâche 27 à huile et la partie inférieure 28.
[0066] La bâche 27 à huile comprend une section en entonnoir orientée de sorte que la section la plus faible 39 est reliée à une entrée d’aspiration 40 de la pompe à huile 9, et la section la plus grande 41 recueille l’huile 30 ruisselant dans le carter 8.
[0067] L’huile 30 contenue dans le carter 8 est entraînée dans la partie inférieure 28 du carter 8 par la gravité permettant de réduire la capacité d’aspiration de la pompe 9.
[0068] La réduction de la capacité de la pompe 9 permet de réduire l’encombrement de la pompe 9 et la consommation de la pompe 9.
[0069] En outre, comme la pompe 9 est disposée sous la bâche 27 à huile, la pompe 9 ne se désamorce pas lorsque le niveau d’huile est incliné dans la bâche à huile suite à l’inclinaison du véhicule 1.
[0070] L’intégration de la pompe 9 dans le carter 8 permet en outre de réduire le nombre d’éléments par rapport à une pompe à huile rapportée telle que connue de l’état de la technique. [0071] Le rotor 32 est disposé dans le carter 8 de sorte que l’huile 30 contenue dans la bâche 27 à huile est projetée dans le carter 8 par le rotor 32 en rotation.
[0072] La bâche à huile 27 est en outre dimensionnée de sorte que lorsque la pompe 9 refoule de l’huile 30, le niveau d’huile dans la bâche 27 est suffisant pour empêcher le désamorçage de la pompe 9 afin réduire la quantité d’huile dans la carter 8 (carter sec).
[0073] Le dimensionnement de la bâche 27 est réalisé par exemple à partir d’un modèle de simulation numérique de la bâche 27 ou à partir d’un prototype.
[0074] La bâche 27 comprend en outre un capteur de température 42 mesurant la température Th de l’huile 30 dans la bâche 27.
[0075] La [Fig.3] illustre un exemple de réalisation de la bâche 27.
[0076] La [Fig.4] illustre un exemple d’un procédé de refroidissement de la machine électrique 7.
[0077] On suppose que la bâche 27 est remplie d’huile 30.
[0078] Durant une étape 50, le rotor 32 est mis en rotation sous l’effet d’un champ magnétique généré par les bobines statoriques 31.
[0079] Le rotor 32 projette l’huile 30 dans le carter 8 par barbotage.
[0080] L’huile 30 est échauffée par le barbotage.
[0081] Durant une étape 51, lorsque la température Th de l’huile mesurée par le capteur 42 est supérieure ou égale à une température de commande Tcom, des moyens de contrôle (non représentés) actionnent la pompe 9.
[0082] L’échauffement de l’huile par le barbotage du rotor 32 permet d’enclencher la pompe 9 lorsque l’huile a atteint la température de commande, la température de commande étant égale à la borne inférieure de la plage de températures optimales de fonctionnement de la pompe afin de minimiser les frottements fluides de l’huile 30 dans la pompe 9 pour réduire la consommation énergétique de la pompe 9.
[0083] En variante, avant la mise en rotation du rotor 31 durant une étape de conditionnement, si l’huile 30 contenue dans la bâche 27 à huile recouvre au moins partiellement une partie des bobines statoriques 31, le procédé comprend antérieurement à la mise en rotation du rotor 31, l’alimentation des bobines statoriques 31 pour chauffer l’huile 30 contenue dans la bâche 27 d’huile de sorte que l’huile 30 atteigne plus rapidement la température de commande Tcom.
[0084] Selon encore une autre variante, avant la mise en rotation du rotor 31 durant une étape de démarrage du véhicule 1, l’énergie dégagée par le composant électrique 15 est transmise à l’huile 30 par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur 4 lorsque la pompe 9 fonctionne.
[0085] La [Fig.5] illustre un exemple de l’étape de démarrage du véhicule 1.
[0086] Durant une sous-étape 52, la pompe 13 de refroidissement transfère le fluide de refroidissement réchauffé par le composant électrique 15 dans le circuit secondaire 6 de l’échangeur de chaleur 4 de sorte que l’énergie contenue dans le fluide réchauffe l’huile du premier circuit 2 s’écoulant dans le circuit primaire 5 sous l’effet de la pompe à huile 9.
[0087] Afin de transférer l’ensemble de l’énergie dissipée dans le fluide de refroidissement, tant que la température Tref mesurée par les moyens 25 est inférieure à la température de consigne Tcons, la vanne 14 est pilotée de sorte que le fluide s’écoule par la deuxième entrée 24 de la vanne 14 et par la sortie 20 de la vanne 14. Le fluide ne s’écoule pas à travers le radiateur 12 empêchant de dissiper l’énergie contenue dans le fluide de refroidissement à l’extérieur du véhicule 1, et de sorte que l’énergie dissipée dans le fluide de refroidissement réchauffe l’huile par l’intermédiaire de l’échangeur 4.
[0088] Dès que la température du fluide est supérieure ou égale à la température de consigne Tcons, la vanne 14 est pilotée de sorte que le fluide s’écoule à travers le radiateur 12, la première entrée 19 de la vanne 14 et la sortie 20 de la vanne 14 (sous-étape 53).
[0089] L’étape de démarrage permet de réchauffer plus rapidement l’huile 30 à partir de l’énergie dissipée par le composant électrique 15, pour réduire les frottements fluides dans la pompe 9 et ainsi réduire la consommation de ladite pompe.
[0090] Bien entendu, le procédé de refroidissement peut comprendre à la fois l’étape de conditionnement et l’étape de démarrage.

Claims

8 Revendications
[Revendication 1] Carter (8) pour machine électrique (7), comportant une bâche à huile (27) disposée sur une partie inférieure (28) du carter opposée à une partie supérieure (29) du carter, caractérisé en ce qu’une pompe à huile (9) est disposée entre la bâche à huile et la partie inférieure, la bâche à huile comprenant une section en entonnoir orientée de sorte que la section la plus faible (39) est reliée à une entrée d’aspiration de la pompe à huile et la section la plus grande (41) est configurée pour recueillir de l’huile ruisselant dans le carter.
[Revendication 2] Machine électrique (7) comprenant un carter (8) selon la revendication 1 et un rotor (32), le rotor étant disposé dans le carter de sorte que l’huile contenue dans la bâche à huile (27) est projetée dans le carter par le rotor en rotation.
[Revendication 3] Machine électrique (7) selon la revendication 2, comportant en outre un stator (31) logeant le rotor (32) et comprenant des bobines statoriques (31), le stator étant disposé dans le carter (8) de sorte que lorsque le rotor est à l’arrêt, l’huile contenue dans la bâche à huile (27) recouvre au moins partiellement une partie des bobines statoriques (31).
[Revendication 4] Circuit de refroidissement (2) comprenant une machine électrique (7) selon l’une des revendications 2 et 3, et au moins un orifice (8a) relié à un conduit d’alimentation (11) en huile et disposé dans la partie supérieure du stator (31) située dans la partie supérieure (29) du carter (8), le conduit d’alimentation étant reliée à une sortie de refoulement (10) de la pompe à huile (9) de sorte que l’huile refoulée par la pompe à huile s’écoule sur le rotor (32).
[Revendication 5] Circuit selon la revendication 4, dans lequel le carter (8) comprend deux paliers (33, 34) maintenant le rotor (32) dans le carter, chaque palier comprenant un orifice de lubrification (37, 38) disposé dans la partie supérieure (29) du carter et relié au conduit d’alimentation (11).
[Revendication 6] Circuit selon l’une des revendications 4 ou 5, comprenant en outre un échangeur de chaleur (4) comportant un circuit primaire (5) reliant la sortie de refoulement (10) de la pompe à huile (9) au conduit d’alimentation (11), et comportant un circuit secondaire (6) destiné à être relié à un deuxième circuit de refroidissement (3).
[Revendication 7] Véhicule automobile électrique (1) comprenant un circuit de refroidissement (2) selon la revendication 6, et un deuxième circuit de refroidissement (3), le deuxième circuit de refroidissement comprenant un 9 radiateur de refroidissement (12), une pompe de refroidissement (13), une vanne (14) et au moins un composant électrique (15), une sortie (18) du radiateur étant reliée à une première entrée (19) de la vanne, une sortie (20) de la vanne étant reliée à une entrée d’aspiration (21) de la pompe de refroidissement, une sortie de refoulement (22) de la pompe de refroidissement étant reliée à une entrée de refroidissement (16) du composant, une sortie de refroidissement (17) du composant étant reliée à une entrée du circuit secondaire (6) de l’échangeur de chaleur (4), une sortie du circuit secondaire de l’échangeur de chaleur étant reliée à une entrée (23) du radiateur et à une deuxième entrée (24) de la vanne, la vanne étant configurée de sorte que tant que la température d’un fluide mis en circulation par la pompe de refroidissement dans le deuxième circuit de refroidissement est inférieure à une température de consigne (Tcons), le fluide s’écoule par la deuxième entrée et la sortie de la vanne de sorte que le fluide ne s’écoule pas à travers le radiateur, et de sorte que dès que la température du fluide est supérieure ou égale à la température de consigne, le fluide s’écoule à travers le radiateur, la première entrée de la vanne et la sortie de la vanne.
[Revendication 8] Véhicule selon la revendication 7, dans lequel la vanne (14) comprend une vanne thermostatique.
[Revendication 9] Procédé de refroidissement d’une machine électrique (7) selon l’une des revendications 2 ou 3, la bâche à huile (27) étant remplie d’huile, comportant :
- la mise en rotation du rotor (32) de sorte que le rotor projette l’huile contenue dans la bâche à huile à l’intérieur du carter (8), et
- l’activation de la pompe à huile (9) dès que la température de l’huile est supérieure ou égale à une température de commande (Th) de sorte que l’huile s’écoule sur le rotor.
[Revendication 10] Procédé selon la revendication 9 dépendante de la revendication 3, dans lequel si l’huile de la bâche à huile (27) recouvre au moins partiellement une partie des bobines statoriques (31) lorsque le rotor (32) est à l’arrêt, le procédé comprend antérieurement à la mise en rotation du rotor, l’alimentation des bobines statoriques pour chauffer l’huile contenue dans la bâche d’huile.
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