EP4714017A1 - Ensemble d'elements d'un groupe motopropulseur - Google Patents

Ensemble d'elements d'un groupe motopropulseur

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Publication number
EP4714017A1
EP4714017A1 EP24723565.8A EP24723565A EP4714017A1 EP 4714017 A1 EP4714017 A1 EP 4714017A1 EP 24723565 A EP24723565 A EP 24723565A EP 4714017 A1 EP4714017 A1 EP 4714017A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casing
elastically deformable
elements
deformable means
rotor
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
EP24723565.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Marchal
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.)
Horse Powertrain Solutions SL
Original Assignee
Horse Powertrain Solutions SL
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 Horse Powertrain Solutions SL filed Critical Horse Powertrain Solutions SL
Publication of EP4714017A1 publication Critical patent/EP4714017A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • 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
    • B60K6/22—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B60K6/405—Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • 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
    • H02K5/06—Cast metal casings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of electrical machines.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the production of powertrains for electric or hybrid motor vehicles (car, truck, bus, etc.).
  • An axial flux electric machine generally comprises at least a stator and a rotor, a magnetic air gap separating the latter.
  • the rotor carries a series of large permanent magnets, while a series of coils mounted on teeth is carried by the stator.
  • the stator When the coils are supplied with an electric current, the rotor, which is secured to the output shaft of the electric machine, is subjected to a torque resulting from the magnetic field (the magnetic flux created being an axial flux for an axial flux electric machine).
  • the teeth are conventionally fixed to a casing surrounding the stator and the rotor.
  • the thickness of the casing under the teeth is limited. This thickness is often all the more limited as the casing delimits in its thickness internal channels for cooling the coils.
  • the coils and the teeth undergo forces, mainly radial and axial but also tangential. They undergo electromagnetic forces which are due to the rotating magnetic field and the attraction of the rotor, and mechanical forces due to the rotation of the shaft driven by the rotor. These mechanical forces are mainly transmitted at the level of bearings between the housing and the rotor. They can come from a fault in the alignment of the shaft or the rotor, from an unbalance of the rotor, or from the grooved connection between the rotor and the shaft ensuring the drive of the shaft by the rotor.
  • the present invention proposes a set of elements of a powertrain for a motor vehicle comprising:
  • an axial flux electric machine comprising a rotor, a stator and a first housing to which the stator is fixed;
  • said set of elements comprising at least one elastically deformable means sandwiched between the first casing and the second casing.
  • the casing of the electric machine is supported, via the elastically deformable means, on another part of the powertrain.
  • the casing of the electric machine thus has increased stiffness at the level of the elastically deformable means which acts as a return means opposing the movement of the casing.
  • the elastically deformable means (which is light, compact and very inexpensive) limits the movement of the casing of the electric machine by securing it to the second casing.
  • the casing of the electric machine is thus less subject to deformations linked to the operation of the electric machine.
  • the electric machine is not very noisy because the vibrations are reduced.
  • the air gap is stabilized in the sense that it varies little during the operation of the electric machine. This makes it possible, for example, in upstream design, to reduce the air gap in order to increase the power produced by the electric machine.
  • the set of elements comprises a shaft rotatably connected to the rotor, and the first casing comprises a central edge which faces the shaft, the elastically deformable means being arranged in contact with the central edge;
  • the second casing comprises an extension which is designed to fit within a clearance in the central edge, the elastically deformable means being interposed between the extension of the second casing and the central edge of the first casing;
  • the set of elements comprises a shaft rotatably connected to the rotor about an axis of rotation, the elastically deformable means being sandwiched between a surface of the first casing substantially perpendicular to the axis of rotation and a surface of the second casing substantially perpendicular to the axis of rotation;
  • the set of elements comprises at least one bearing ensuring a mechanical connection of the first casing with the rotor or of the second casing with a shaft connected in rotation to the rotor, and the elastically deformable means is positioned opposite the bearing;
  • the elastically deformable means is annular
  • the elastically deformable means is made of elastomer
  • the elastically deformable means is in compression when the electric machine is stopped;
  • the set of elements comprises a powertrain element housed in the second casing, the powertrain element being one of the following parts: a gearbox, a speed reducer, another electric machine.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a set of elements of a powertrain according to the invention.
  • FIG. 2 is a detailed view of zone II of Figure 1.
  • FIG. 1 A set of elements 1 of a powertrain according to the invention is shown in FIG. 1.
  • the set of elements 1 equips an electric or hybrid motor vehicle.
  • this powertrain comprises two separate casings which house different components, namely here an electric machine (on the left in FIG. 1) and a reducer 200 or a gearbox or another electric machine (right in Figure 1).
  • the set of elements 1 thus includes in particular:
  • an axial flux electric machine 100 comprising a rotor 110, at least one stator 120 and a first casing 130;
  • the rotor 110 conventionally comprises a body 111 which may have a star shape with branches extending radially, around an axis of rotation A1 (figure 1), from a central hub.
  • the axial direction here corresponds to the direction of the axis of rotation A1 and a radial direction to a direction perpendicular to the axis of rotation A1.
  • the branches then delimit between them notches radially open towards the outside, a magnetic pole element 112 being inserted in each notch.
  • the magnetic pole elements 112 may then be surrounded by a hoop 113 to be blocked.
  • the rotor 110 thus has an overall disk shape centered around the axis of rotation A1.
  • the set of elements 1 also comprises a shaft 400 rotationally connected to the rotor 100, in particular to be driven by the rotation of the rotor 110 around the axis of rotation A1.
  • the shaft 400 therefore makes it possible in particular to transmit the rotational movement of the rotor 110 to the wheels of the motor vehicle.
  • the shaft 400 is here mechanically coupled to the rotor 110 by means of a splined connection.
  • the body 111 of the rotor 110 comprises for this purpose a generally tubular shaft portion 114 around the axis of rotation A1.
  • One end of the shaft 400 is fitted into the shaft portion 114 of the body 111 of the rotor 100.
  • the shaft 400 and the shaft portion 114 each have ribs 115, 401 extending parallel to the axis of rotation A1, as can be seen in FIG. 2 (which is an enlargement of a central part of the set of elements), to form said grooved connection.
  • the ribs 115 of the shaft portion 114 cooperate with the ribs 401 of the shaft 400 to transmit the rotation of the rotor 110.
  • the axial flux electric machine 100 here comprises two stators 120 located on either side of the rotor 110.
  • the stators 120 have the shape of flattened rings and are equipped, on their faces located on the rotor side, with teeth 121 around which windings 122 are wound. of electrically conductive wires.
  • these windings 122 are supplied with electric current, they generate a rotating magnetic field driving the magnetic pole elements 112, which sets the rotor 110 in motion around the axis of rotation A1.
  • stator 120 located on the side of the shaft 400 (to the right of the rotor 110 in FIG. 1) and which is called “the stator” 120.
  • the teeth 121 and the windings 122 mentioned subsequently are those of this stator 120.
  • the distance between the magnetic pole element 112 and each tooth 121 axially facing it is called the magnetic air gap.
  • the magnetic air gap is preferably short so that the attractive force of the winding 122 on the magnetic pole element 112 is high.
  • the first housing 130 surrounds the stator 120 and the rotor 110.
  • the first housing 130 is a protective envelope in the sense that it is designed to protect the stator 120 and the rotor 110.
  • the first casing 130 also serves as a support for the stator 120.
  • the stator 120, and more particularly its teeth 121, are in fact fixed to the first casing.
  • the first casing 130 therefore has a rigidity suitable for holding the teeth.
  • the first casing 130 is for example made of metal, for example aluminum, die-cast aluminum alloy ALSi9Cu3, steel, or cast iron.
  • the first casing 130 comprises several assembled parts, one of which is located on the side of the second casing 230.
  • This part has a substantially flat wall orthogonal to the axis of rotation A1, hereinafter called the side wall 133.
  • This side wall 133 is bordered on its periphery by a peripheral wall 132 surrounding the stator 120.
  • This part has a central opening delimited by a central edge
  • the central edge 131 of the first casing 130 extends here along a cylindrical surface of revolution centered around the axis of rotation A1, as shown in FIG. 1.
  • the teeth 121 of the stator 120 are here fixed on an inner face 134 of the side wall 133, which is substantially orthogonal to the axis of rotation A1.
  • the term “substantially orthogonal” or “substantially perpendicular” to the axis of rotation A1 means a direction or a surface forming an angle between 89 degrees and 91 degrees relative to the axis of rotation A1.
  • a maximum offset of the axis of rotation of 0.12° may be provided in the rib chain.
  • the side wall 133 of the first casing 130 has, for example, a thickness, i.e. an axial dimension, of 7 mm.
  • the second casing 230 has, over at least part of its axial length, a diameter, that is to say a dimension in a direction perpendicular to the axis of rotation A1, similar to that of the first casing 130.
  • the second casing 230 is for example made of the same material as that of the first casing 130.
  • the second casing 203 is here structurally linked to the first casing 130, in particular at the peripheral wall 132 of the first casing 130.
  • the first casing 130 and the second casing 230 are for example fixed to each other by screws.
  • the second casing 230 comprises, on the side of the first casing 130, a flat wall 233 which has an opening through which the shaft 400 extends.
  • This flat wall 233 carries, on the side of the first casing, an extension 231, here tubular, which extends around the opening and which is designed to fit, with the assembly clearance, into the opening delimited by the central edge 131 of the first casing 130.
  • the clearance between the extension 231 and the central edge 131 is for example between 20 ⁇ m and 60 ⁇ m.
  • the extension 231, also called “centering range”, allows during assembly of the powertrain to center the first casing 130 relative to the second casing 230. This allows in particular to center, and therefore here to align, the ribs 115 of the rotor 110 with the ribs 401 of the shaft 400.
  • the set of elements 1 comprises first bearings 501 arranged between the first casing 130 and the rotor 110, and second bearings 502 arranged between the second casing 230 and the shaft 400.
  • the first bearings 501 provide a mechanical connection between the first casing 130 and the rotor 110, and more particularly between the shaft portion 114 of the rotor 110 and the first casing 130.
  • the second bearings 502 provide a mechanical connection between the shaft 400 and the second casing 230. These mechanical connections thus provide rotational guidance of these shafts 400 and shaft portion 114.
  • Each elastically deformable means 301, 302 is here arranged to oppose a movement of the first casing 130 relative to the second casing 230.
  • Each elastically deformable means 301, 302 is thus a shock absorber in the sense that it attenuates the movements of the first casing 130, here by bearing on the second casing 230.
  • Each elastically deformable means 301, 302 is “elastically deformable” in the sense that it undergoes elastic (and not plastic) deformation when the first casing 130 moves relative to the second casing 230 in the context of normal use of the powertrain.
  • the elastically deformable means 301, 302 are located near the shaft 400 (and therefore the bearings 501, 502), that is to say here in or near the central opening of the first casing 130.
  • the elastically deformable means 301, 302 are closer to the central edge 131 than to the peripheral wall 132 of the first casing 130.
  • the movement of the first casing 130 relative to the second casing 230 is mainly composed of a deformation of the first casing 130 at the central opening of the first casing 130, the peripheral wall 132 of the first casing 130 being here secured to the second casing 230 by the screws.
  • Positioning the elastically deformable means 301, 302 near the shaft 400 thus makes it possible to limit the movements of the first casing 130 in the area where they are potentially the largest.
  • the second elastically deformable means 302 is formed from a single piece and extends all around the axis of rotation A1.
  • the set of elements comprises a plurality of second elastically deformable means separated from each other and distributed around the shaft between the first and second casings. Each second means of the plurality can then have the shape of a rectangular parallelepiped.
  • the second elastically deformable means 302 makes it possible to effectively limit the movements of the first casing 130 along the axis of rotation A1 and therefore the variations in the air gap. This makes the performance of the electrical machine 100 more stable and also makes it possible, in upstream design, to provide a short air gap.
  • Each elastically deformable means 301, 302 is for example made of elastomer.
  • each elastically deformable means 301, 302 then makes it more watertight the junction between the first casing 130 and the second casing 230 at the level of the shaft 400, which makes it possible, for example, to protect the bearings 501, 502 from possible dust.
  • the set of elements may comprise only the first elastically deformable means or only the second elastically deformable means.
  • the set of elements may comprise a single elastically deformable means acting as both the first elastically deformable means and the second elastically deformable means.
  • an elastically deformable means has, for example, a ring shape with an L-shaped section, i.e. extending both axially and radially. It is, for example, arranged against the central edge of the first casing and against the extension and base of the second casing.
  • the elastically deformable means could also be fixed to the casings, for example by gluing. They could then work in compression and traction.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un ensemble d'éléments d'un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant : - une machine électrique à flux axial comprenant un rotor (110), un stator et un premier carter (130) auquel est fixé le stator; - un deuxième carter (230). Selon l'invention, l'ensemble d'éléments comprend au moins un moyen élastiquement déformable (301, 302) pris en sandwich entre le premier carter et le deuxième carter.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : ENSEMBLE D’ELEMENTS D’UN GROUPE MOTOPROPULSEUR
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne de manière générale le domaine des machines électriques.
[0002] Elle concerne plus particulièrement un ensemble d’éléments d’un groupe motopropulseur.
[0003] L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation de groupes motopropulseurs pour véhicules automobiles électriques ou hybrides (voiture, camion, bus... ).
ETAT DE LA TECHNIQUE
[0004] Une machine électrique à flux axial comprend généralement au moins un stator et un rotor, un entrefer magnétique séparant ces derniers. Le rotor porte une série de grands aimants permanents, tandis qu’une série de bobines montées sur des dents est portée par le stator. Quand les bobines sont alimentées par un courant électrique, le rotor, qui est solidarisé à l’arbre de sortie de la machine électrique, est soumis à un couple résultant du champ magnétique (le flux magnétique créé étant un flux axial pour une machine électrique à flux axial).
[0005] Les dents sont classiquement fixées sur un carter entourant le stator et le rotor. Afin de limiter l’encombrement axial de la machine électrique, l’épaisseur du carter sous les dents est limitée. Cette épaisseur est souvent d’autant plus limitée que le carter délimite dans son épaisseur des canaux intérieurs pour le refroidissement des bobines.
[0006] Lorsque la machine électrique est en fonctionnement, les bobines et les dents subissent des efforts, principalement radiaux et axiaux mais aussi tangentiels. Elles subissent des efforts électromagnétiques qui sont dus au champ magnétique tournant et à l’attraction du rotor, et des efforts mécaniques dus à la rotation de l’arbre entrainé par le rotor. Ces efforts mécaniques sont principalement transmis au niveau de roulements entre le carter le rotor. Ils peuvent provenir d’un défaut l’alignement de l’arbre ou du rotor, d’un balourd du rotor, ou encore de la liaison cannelée entre le rotor et l’arbre assurant l’entrainement de l’arbre par le rotor.
[0007] Tous ces efforts génèrent des vibrations au sein de la machine électrique. Ils génèrent en particulier une déformation du carter, donc un mouvement du carter et des dents. Cela rend la machine électrique bruyante. De plus, l’entrefer varie puisque les dents se déplacent, ce qui affecte grandement les performances de la machine électrique.
PRESENTATION DE L'INVENTION
[0008] Dans ce contexte, la présente invention propose un ensemble d’éléments d’un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant :
- une machine électrique à flux axial comprenant un rotor, un stator et un premier carter auquel est fixé le stator ;
- un deuxième carter ; ledit ensemble d’éléments comprenant au moins un moyen élastiquement déformable pris en sandwich entre le premier carter et le deuxième carter.
[0009] Ainsi, grâce à l’invention, le carter de la machine électrique est en appui, via le moyen élastiquement déformable, sur une autre partie du groupe motopropulseur. Le carter de la machine électrique présente ainsi une raideur accrue au niveau du moyen élastiquement déformable qui agit comme un moyen de rappel s’opposant au déplacement du carter. En d’autres termes, le moyen élastiquement déformable (qui est léger, peu encombrant et très peu onéreux) limite le mouvement du carter de la machine électrique en le solidarisant au deuxième carter.
[0010] Le carter de la machine électrique est ainsi moins sujet aux déformations liées au fonctionnement de la machine électrique.
[0011 ] Par conséquent, la machine électrique est peu bruyante car les vibrations sont réduites. De plus, l’entrefer est stabilisé dans le sens où il varie peu au cours du fonctionnement de la machine électrique. Cela permet par exemple, en conception amont, de réduire l’entrefer afin d’augmenter la puissance produite par la machine électrique.
[0012] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’ensemble d’éléments conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- l’ensemble d’éléments comprend un arbre lié en rotation au rotor, et le premier carter comprend un bord central qui fait face à l’arbre, le moyen élastiquement déformable étant agencé au contact du bord central ; - le deuxième carter comprend une extension qui est conçue pour s’emboiter à un jeu près dans le bord central, le moyen élastiquement déformable étant interposé entre l’extension du deuxième carter et le bord central du premier carter ;
- l’ensemble d’éléments comprend un arbre lié en rotation au rotor autour d’un axe de rotation, le moyen élastiquement déformable étant pris en sandwich entre une surface du premier carter sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation et une surface du deuxième carter sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation ;
- l’ensemble d’éléments comprend au moins un roulement assurant une liaison mécanique du premier carter avec le rotor ou du deuxième carter avec un arbre lié en rotation au rotor, et le moyen élastiquement déformable est positionné en regard du roulement ;
- le moyen élastiquement déformable est annulaire ;
- le moyen élastiquement déformable est réalisé en élastomère ;
- le moyen élastiquement déformable est en compression lorsque la machine électrique est à l’arrêt ;
- l’ensemble d’éléments comprend un élément de groupe motopropulseur logé dans le deuxième carter, l’élément de groupe motopropulseur étant une des parties suivantes : une boite de vitesse, un réducteur de vitesse, une autre machine électrique.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0013] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
[0014] Sur les dessins annexés :
[0015] [Fig. 1 ] est une vue schématique en coupe d’un ensemble d’éléments d’un groupe motopropulseur selon l’invention.
[0016] [Fig. 2] est une vue de détail de la zone II de la figure 1 .
[0017] Un ensemble d’éléments 1 d’un groupe motopropulseur selon l’invention est représenté sur la figure 1. Ici, l’ensemble d’éléments 1 équipe un véhicule automobile électrique ou hybride.
[0018] Dans le mode de réalisation ici décrit, ce groupe motopropulseur comporte deux carters distincts qui logent des composants différents, à savoir ici une machine électrique (à gauche sur la figure 1 ) et un réducteur 200 ou une boîte de vitesse ou une autre machine électrique (à droite sur la figure 1 ).
[0019] Comme le montre la figure 1 , l’ensemble d’éléments 1 comprend ainsi notamment :
- une machine électrique à flux axial 100 comprenant un rotor 110, au moins un stator 120 et un premier carter 130 ;
- un deuxième carter 230 ; et
- au moins un moyen élastiquement déformable 301 , 302.
[0020] Le rotor 110 comprend classiquement un corps 111 qui peut présenter une forme en étoile avec des branches s’étendant radialement, autour d’un axe de rotation A1 (figure 1 ), depuis un moyeu central. La direction axiale correspond ici à la direction de l’axe de rotation A1 et une direction radiale à une direction perpendiculaire à l’axe de rotation A1 . Les branches délimitent alors entre elles des encoches radialement ouvertes vers l’extérieur, un élément à pôles magnétiques 112 étant inséré dans chaque encoche. Les éléments à pôles magnétiques 112 peuvent ensuite être entourés d’une frette 113 pour être bloqués. Le rotor 110 présente ainsi une forme globale de disque centré autour de l’axe de rotation A1.
[0021 ] L’ensemble d’éléments 1 comprend aussi un arbre 400 lié en rotation au rotor 100, notamment pour être entrainé par la rotation du rotor 110 autour de l’axe de rotation A1. L’arbre 400 permet donc notamment de transmettre le mouvement de rotation du rotor 110 jusqu’au roues du véhicule automobile. L’arbre 400 est ici mécaniquement couplé au rotor 110 au moyen d’une liaison cannelée.
[0022] Comme le montre la figure 1 , le corps 111 du rotor 110 comprend à cet effet une portion d’arbre 114 globalement tubulaire autour de l’axe de rotation A1. Une extrémité de l’arbre 400 est emboitée dans la portion d’arbre 114 du corps 111 du rotor 100. L’arbre 400 et la portion d’arbre 114 présentent chacun des nervures 115, 401 s’étendant parallèlement à l’axe de rotation A1 , comme cela est visible sur la figure 2 (qui est un grossissement d’une partie centrale de l’ensemble d’éléments), pour former ladite liaison cannelée. Ainsi, les nervures 115 de la portion d’arbre 114 coopèrent avec les nervures 401 de l’arbre 400 pour transmettre la rotation du rotor 110.
[0023] Comme le montre la figure 1 , la machine électrique à flux axial 100 comprend ici deux stators 120 situés de part et d’autre du rotor 110. Les stators 120 présentent des formes d’anneaux aplatis et sont équipés, sur leurs faces situées du côté du rotor, de dents 121 autours desquelles sont enroulées des bobinages 122 de fils électriquement conducteurs. Lorsque ces bobinages 122 sont alimentés en courant électrique, ils génèrent un champ magnétique tournant entraînant les éléments à pôles magnétiques 112, ce qui met en mouvement le rotor 110 autour de l’axe de rotation A1 .
[0024] Dans la suite, on s’intéresse plus particulièrement au stator 120 situé du côté de l’arbre 400 (à droite du rotor 110 sur la figure 1 ) et qui est nommé « le stator » 120. Les dents 121 et les bobinages 122 évoquées par la suite sont ceux de ce stator 120.
[0025] Au sein de la machine électrique 100, la distance entre l’élément à pôles magnétiques 112 et chaque dent 121 qui lui fait axialement face est appelée entrefer magnétique. L’entrefer magnétique est de préférence court pour que la force d’attraction du bobinage 122 sur l’élément à pôles magnétiques 112 soit élevée.
[0026] Le premier carter 130 entoure le stator 120 et le rotor 110. Le premier carter 130 est une enveloppe de protection dans le sens où il est conçu pour protéger le stator 120 et le rotor 110.
[0027] Le premier carter 130 sert également de support aux stator 120. Le stator 120, et plus particulièrement ses dents 121 , sont en effet fixé(e)s au premier carter
130. Le premier carter 130 présente donc une rigidité adaptée au maintien des dents. Le premier carter 130 est par exemple réalisé en métal, par exemple en aluminium, en alliage d’aluminium ALSi9Cu3 fondu sous pression, en acier, ou en fonte.
[0028] Tel que représenté sur la figure 1 , le premier carter 130 comprend plusieurs parties assemblées, dont l’une d’elles est située du côté du second carter 230. Cette partie présente une paroi sensiblement plane orthogonale à l’axe de rotation A1 , ci- après appelée paroi latérale 133. Cette paroi latérale 133 est bordée sur son pourtour d’une paroi périphérique 132 entourant le stator 120.
[0029] Cette partie présente une ouverture centrale délimitée par un bord central
131. Le bord central 131 du premier carter 130 s’étend ici selon une surface cylindrique de révolution centrée autour de l’axe de rotation A1 , comme cela apparait sur la figure 1 .
[0030] Les dents 121 du stator 120 sont ici fixées sur une face intérieure 134 de la paroi latérale 133, qui est sensiblement orthogonale à l’axe de rotation A1. On entend ici par « sensiblement orthogonal » ou « sensiblement perpendiculaire » à l’axe de rotation A1 une direction ou une surface formant un angle compris entre 89 degrés et 91 degrés par rapport à l’axe de rotation A1 . A titre d’exemple, il peut être prévu dans la chaine de côte un désaxement maximum de l’axe de rotation de 0,12°. La paroi latérale 133 du premier carter 130 présente par exemple une épaisseur, i.e. une dimension axiale, de 7 mm.
[0031 ] Le deuxième carter 230 présente, sur au moins une partie de sa longueur axiale, un diamètre, c’est-à-dire une dimension selon une direction perpendiculaire à l’axe de rotation A1 , similaire à celui du premier carter 130. Le deuxième carter 230 est par exemple réalisé dans le même matériau que celui du premier carter 130.
[0032] Le deuxième carter 203 est ici structurellement lié au premier carter 130, en particulier au niveau de la paroi périphérique 132 du premier carter 130. Le premier carter 130 et le deuxième carter 230 sont par exemple fixés l’un à l’autre par des vis.
[0033] Comme le montre la figure 2, le deuxième carter 230 comprend du côté du premier carter 130 une paroi plane 233 qui présente une ouverture au travers de laquelle l'arbre 400 s’étend. Cette paroi plane 233 porte, du côté du premier carter, une extension 231 , ici tubulaire, qui s’étend autour de l’ouverture et qui est conçue pour s’emboiter, au jeu de montage près, dans l’ouverture délimité par le bord central 131 du premier carter 130. Le jeu entre l’extension 231 et le bord central 131 est par exemple compris entre 20 pm et 60 pm. L’extension 231 , aussi appelée « portée de centrage », permet lors de l’assemble du groupe motopropulseur de centrer le premier carter 130 par rapport au deuxième carter 230. Cela permet notamment de centrer, et donc ici d’aligner, les nervures 115 du rotor 110 avec les nervures 401 de l’arbre 400.
[0034] L’ensemble d’éléments 1 comprend des premiers roulements 501 agencés entre le premier carter 130 et le rotor 110, et des deuxièmes roulements 502 agencés entre le deuxième carter 230 et l’arbre 400. Les premiers roulements 501 assurent une liaison mécanique entre le premier carter 130 et le rotor 110, et plus particulièrement entre la portion d’arbre 114 du rotor 110 et le premier carter 130. Les deuxièmes roulements 502 assurent une liaison mécanique entre l’arbre 400 et le deuxième carter 230. Ces liaisons mécaniques assurent ainsi un guidage en rotation de ces arbre 400 et portion d’arbre 114.
[0035] Comme le montre bien la figure 2, l’ensemble d’éléments 1 comprend ici :
- un premier moyen élastiquement déformable 301 ; et - un deuxième moyen élastiquement déformable 302.
[0036] Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est agencé entre, c’est- à-dire interposé entre, le premier carter 130 et le deuxième carter 230. Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est plus particulièrement pris en sandwich entre le premier carter 130 et le deuxième carter 230. Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est ici directement en contact avec le premier carter 130 et le deuxième carter 230.
[0037] Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est ici agencé pour s’opposer à un mouvement du premier carter 130 par rapport au deuxième carter 230. Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est ainsi un amortisseur dans le sens où il atténué les déplacements du premier carter 130, ici en prenant appui sur le deuxième carter 230.
[0038] Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est « élastiquement déformable » dans le sens où il subit une déformation élastique (et non pas plastique) lorsque le premier carter 130 se déplace par rapport au deuxième carter 230 dans le cadre d’un usage normal du groupe motopropulseur.
[0039] De préférence, chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est en compression lorsque la machine électrique 100 est à l’arrêt. Cela signifie que chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est enserré entre le premier carter 130 et le deuxième carter 230.
[0040] Avantageusement, les moyens élastiquement déformable 301 , 302 sont situés à proximité de l’arbre 400 (et donc des roulements 501 , 502), c’est-à-dire ici dans ou à proximité de l’ouverture centrale du premier carter 130. Cela signifie notamment que les moyens élastiquement déformable 301 , 302 sont plus proches du bord central 131 que de la paroi périphérique 132 du premier carter 130. En effet, le mouvement du premier carter 130 relativement au deuxième carter 230 est principalement composé d’une déformation du premier carter 130 au niveau de l’ouverture centrale du premier carter 130, la paroi périphérique 132 du premier carter 130 étant ici solidarisée au deuxième carter 230 par les vis. Positionner les moyens élastiquement déformable 301 , 302 à proximité de l’arbre 400 permet ainsi de limiter les mouvements du premier carter 130 de la zone où ceux-ci sont potentiellement les plus amples.
[0041 ] Comme le montre la figure 2, le premier moyen élastiquement déformable 301 est agencé entre le bord central 131 du premier carter 130 et une face externe de l’extension 231 du deuxième carter 230. Le premier moyen élastiquement déformable 301 est donc en particulier agencé pour s’opposer à un mouvement radial (i.e. perpendiculaire à l’axe de rotation A1 ) du premier carter 130, notamment vers l’axe de rotation A1. Le premier moyen élastiquement déformable 301 est ici situé, par rapport à l’extension 231 du deuxième carter 230, à l’opposé des deuxièmes roulements 502. Le premier moyen élastiquement déformable 301 est ainsi situé en regard des premiers roulements 501 .
[0042] Le premier moyen élastiquement déformable 301 est ici annulaire et s’étend autour de l’arbre 400. Il présente par exemple un diamètre de 64 mm.
[0043] Comme le montre la figure 2, le premier moyen élastiquement déformable
301 est disposé dans un épaulement 232 prévu à l'extrémité libre de l’extension 231 du deuxième carter 230. Le premier moyen élastiquement déformable 301 présente par exemple une section sensiblement rectangulaire, dans un plan contenant l’axe de rotation A1 . La raideur du premier moyen élastiquement déformable 301 dépend notamment des dimensions de la section. La raideur est par exemple choisie pour filtrer certaines fréquences spécifiques de vibration.
[0044] Avantageusement, la position et la forme annulaire du premier moyen élastiquement déformable 301 permet un centrage efficace du deuxième carter 230 par rapport au premier carter 130. En d’autres termes, le premier moyen élastiquement déformable 301 améliore la coaxialité de l’extension 231 du deuxième carter 230 et du bord central 131 du premier carter 130 avec l’axe de rotation A1 . De préférence, l’extension 231 du deuxième carter 230 est au contact du premier moyen élastiquement déformable 301 sans être au contact du bord central 131 du premier carter 130. De façon remarquable, ce centrage améliore l’alignement des nervures 115 du rotor 110 avec les nervures 401 de l’arbre 400, ce qui réduit les efforts sur le premier carter 130 lors de la rotation du rotor 110. En plus de réduire les déplacements du premier carter 130 en amortissant les vibrations, le premier moyen élastiquement déformable 301 contribue donc à réduire l’apparition de ces déplacements.
[0045] Comme le montre la figure 2, le deuxième moyen élastiquement déformable
302 est agencé à une extrémité du bord central 131 en direction du deuxième carter 230. Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 s’interpose plus précisément entre le premier carter 130, autour de son ouverture centrale, et la paroi plane 233 du second carter, autour de l’extension 231 (figure 2). Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est en particulier agencé pour s’opposer à un mouvement axial, i.e. selon l’axe de rotation A1 , du premier carter 130 vers le deuxième carter 230. Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est ici situé, par rapport à la paroi latérale 133, à l’opposé des premiers roulements 501. Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est aussi situé, par rapport à la paroi plane 233, à l’opposé des deuxièmes roulements 502. Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est ainsi en situé à hauteur (radialement) des premiers roulements 501 et des deuxièmes roulements 502. Il présente d’ailleurs un diamètre similaire à ceux de ces roulements. Dans l’exemple de la figure 1 , il est par exemple situé à moins de 10 mm des premiers roulements 501 et des deuxièmes roulements 502.
[0046] Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est pris en sandwich entre deux surfaces, l’une du premier carter 130 et l’autre du deuxième carter 230, sensiblement perpendiculaires à l’axe de rotation A1. Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est ici sensiblement plat et s’étend plus particulièrement selon un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation A1. [0047] Le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est par exemple annulaire. La raideur (et donc la section) du deuxième moyen élastiquement déformable 302 peut elle aussi être choisie pour filtrer certaines fréquences spécifiques de vibration.
[0048] Ici, le deuxième moyen élastiquement déformable 302 est formé d’une seule pièce et s’étend tout autour de l’axe de rotation A1. En variante, l’ensemble d’éléments comprend une pluralité de deuxièmes moyens élastiquement déformables séparés les uns des autres et répartis autour de l’arbre entre le premier et le deuxième carter. Chaque deuxième moyen de la pluralité peut alors présenter une forme de parallélépipède rectangle.
[0049] Avantageusement, le deuxième moyen élastiquement déformable 302 permet de limiter efficacement les déplacements du premier carter 130 selon l’axe de rotation A1 et donc les variations de l’entrefer. Cela rend les performances de la machine électrique 100 plus stables et permet aussi, en conception amont, de prévoir un entrefer court.
[0050] Chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est par exemple réalisé en élastomère. Avantageusement, en combinaison avec une forme annulaire, chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 rend alors davantage étanche la jonction entre le premier carter 130 et le deuxième carter 230 au niveau de l’arbre 400, ce qui permet par exemple de protéger les roulements 501 , 502 d’éventuelles poussières.
[0051 ] De préférence, la raideur de chaque moyen élastiquement déformable 301 , 302 est choisie de manière à filtrer des fréquences de vibration spécifiques, i.e. celles d’amplitude maximum, du premier carter 130.
[0052] La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.
[0053] Ainsi, l’ensemble d’éléments peut comprendre uniquement le premier moyen élastiquement déformable ou uniquement le deuxième moyen élastiquement déformable.
[0054] Encore en variante, l’ensemble d’éléments peut comprendre un seul moyen élastiquement déformable jouant le rôle à la fois du premier moyen élastiquement déformable et du deuxième moyen élastiquement déformable. Un tel moyen élastiquement déformable présente par exemple une forme d’anneau avec un section en L, c’est-à-dire s’étendant à la fois axialement et radialement. Il est par exemple agencé contre le bord central du premier carter et contre l’extension et la base du deuxième carter.
[0055] Les moyens élastiquement déformables pourraient aussi être fixés aux carters, par exemple par collage. Ils pourraient alors travailler en compression et en traction.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Ensemble d’éléments (1 ) d’un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant :
- une machine électrique à flux axial comprenant un rotor (110), un stator (120) et un premier carter (130) auquel est fixé le stator (120) ;
- un deuxième carter (230) ; caractérisé en ce que ledit ensemble d’éléments (1 ) comprend au moins un moyen élastiquement déformable (301 , 302) pris en sandwich entre le premier carter (130) et le deuxième carter (230).
[Revendication 2] Ensemble d’éléments (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel l’ensemble d’éléments (1 ) comprend un arbre (400) lié en rotation au rotor (110), et dans lequel le premier carter (130) comprend un bord central (131 ) qui fait face à l’arbre (400), le moyen élastiquement déformable (301 , 302) étant agencé au contact du bord central (131 ).
[Revendication 3] Ensemble d’éléments (1 ) selon la revendication 2, dans lequel le deuxième carter (230) comprend une extension (231 ) qui est conçue pour s’emboiter à un jeu près dans le bord central (131 ), le moyen élastiquement déformable (301 ) étant interposé entre l’extension (231 ) du deuxième carter (230) et le bord central (131 ) du premier carter (130).
[Revendication 4] Ensemble d’éléments (1 ) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’ensemble d’éléments (1 ) comprend un arbre (400) lié en rotation au rotor (110) autour d’un axe de rotation (A1 ), le moyen élastiquement déformable (302) étant pris en sandwich entre une surface du premier carter (130) sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation (A1 ) et une surface du deuxième carter (230) sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation (A1 ).
[Revendication 5] Ensemble d’éléments (1 ) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’ensemble d’éléments (1 ) comprend au moins un roulement (501 , 502) assurant une liaison mécanique du premier carter (130) avec le rotor (110) ou du deuxième carter (230) avec un arbre (400) lié en rotation au rotor (110), et dans lequel le moyen élastiquement déformable (301 , 302) est positionné en regard du roulement (501 , 502).
[Revendication 6] Ensemble d’éléments (1 ) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le moyen élastiquement déformable (301 , 302) est annulaire.
[Revendication 7] Ensemble d’éléments (1 ) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le moyen élastiquement déformable (301 , 302) est réalisé en élastomère.
[Revendication 8] Ensemble d’éléments (1 ) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen élastiquement déformable (301 , 302) est en compression lorsque la machine électrique (100) est à l’arrêt. [Revendication 9] Ensemble d’éléments (1 ) selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant en outre un élément de groupe motopropulseur (200) logé dans le deuxième carter (230), l’élément de groupe motopropulseur (200) étant une des parties suivantes : une boite de vitesse, un réducteur de vitesse, une autre machine électrique.
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