FR2978631A1 - Stator for electrical motor used for driving e.g. electric car, has carcass in which grooves extending between teeth and winding are formed, where head of winding is formed out of carcass and includes spaced beams and/or spaced conductors - Google Patents

Stator for electrical motor used for driving e.g. electric car, has carcass in which grooves extending between teeth and winding are formed, where head of winding is formed out of carcass and includes spaced beams and/or spaced conductors Download PDF

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Abstract

The stator (2) has a carcass in which grooves extending longitudinally between teeth (21) and a winding are formed. A head (5a) of the winding is formed out of the carcass, and includes spaced beams of conductors and/or spaced conductors (51). The spaced beams and/or spaced conductors are staggered. A channel element channels coolant e.g. oil, toward the spaced beams and/or the spaced conductors, and/or from the spaced beams and/or the spaced conductors. A case surrounds the head, and forms watertight cavities to receive the coolant.

Description

La présente invention concerne un élément de machine électrique comprenant une carcasse et un bobinage. L'invention concerne encore une machine électrique comprenant un tel élément. L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant une telle machine électrique. The present invention relates to an electric machine element comprising a carcass and a coil. The invention also relates to an electric machine comprising such an element. The invention also relates to a motor vehicle comprising such an electric machine.

Dans un moteur électrique d'un véhicule électrique, les pertes thermiques dans les conducteurs des bobinages par l'effet de Joule représentent généralement la majeure partie de la puissance thermique à évacuer. Par ailleurs, dans les moteurs à bas coûts sans aimants, les bobinages sont les éléments qui résistent le moins à la température (180°C maximum). Leur refroidissement est donc crucial. In an electric motor of an electric vehicle, the thermal losses in the conductors of the windings by the Joule effect generally represent the major part of the thermal power to be evacuated. Moreover, in low-cost motors without magnets, coils are the elements that are least resistant to temperature (180 ° C maximum). Their cooling is therefore crucial.

La difficulté de refroidissement d'un bobinage provient de deux raisons principales : - il existe un nombre important de barrières thermiques faisant obstacles à la transmission de la chaleur depuis le bobinage jusqu'à un fluide de refroidissement, et - la conductivité thermique d'un bobinage dans le sens transversal aux conducteurs est mauvaise. The difficulty of cooling a winding comes from two main reasons: - there is a large number of thermal barriers hindering the transmission of heat from the winding to a cooling fluid, and - the thermal conductivity of a winding in the direction transverse to the conductors is bad.

Pour qu'une quantité de chaleur importante générée dans les conducteurs puisse être évacuée, il faut un écart de température très élevé, donc une température de bobinage élevée, à température constante du fluide de refroidissement. Ceci n'est pas souhaitable. In order for a large amount of heat generated in the conductors to be discharged, a very high temperature difference, hence a high winding temperature, must be achieved at constant temperature of the cooling fluid. This is not desirable.

Il est donc important d'améliorer le refroidissement des bobinages. It is therefore important to improve the cooling of the windings.

Un moteur électrique est couramment refroidi soit par un gaz comme de l'air, soit par un liquide comme de l'eau. Par exemple, on utilise le fréon ou un autre fluide caloporteur à changement de phase pour le moteur d'un compresseur électrique d'une machine frigorifique et on utilise de l'eau pour refroidir le moteur d'une pompe à eau électrique. An electric motor is commonly cooled by either a gas such as air or a liquid such as water. For example, freon or other phase-change heat transfer fluid is used for the engine of an electric compressor of a refrigerating machine and water is used to cool the motor of an electric water pump.

Dans le cas d'un refroidissement à gaz, le gaz est ventilé par un ventilateur entraîné généralement par l'axe du moteur électrique. Ce gaz échange de la chaleur avec les parois du moteur (les parois externes de bobinage, les parois de tôles). Mais, plusieurs problèmes limitant fortement la performance de l'échange thermique existent. Notamment, les coefficients d'échange avec les gaz sont faibles, les surfaces de parois qui contribuent à l'échange thermique sont limitées, et surtout il est difficile de faire passer les gaz dans les zones qui s'échauffent. On peut aussi ajouter qu'il est difficile, du fait de contraintes liées à l'architecture des moteurs, de faire entrer une quantité suffisante de gaz frais dans le moteur et de l'en faire sortir. In the case of gas cooling, the gas is ventilated by a fan driven generally by the axis of the electric motor. This gas exchanges heat with the walls of the motor (the external winding walls, the sheet walls). But, several problems severely limiting the performance of heat exchange exist. In particular, the gas exchange coefficients are low, the wall surfaces that contribute to the heat exchange are limited, and especially it is difficult to pass the gas in the areas that heat up. It can also be added that it is difficult, because of constraints related to the architecture of the engines, to bring a sufficient quantity of fresh gas into the engine and to get it out.

Dans le cas du refroidissement liquide, on met en place une chemise contenant un liquide à la périphérie (carter) du moteur électrique (voir figures 1 et 2), généralement sur les tôles de stator. Sur ces figures, on a représenté, en coupe transversale partielle et en coupe longitudinale, un moteur électrique 100 connu de l'art antérieur. Le moteur comprend un stator 104 et un rotor 108. Autour du rotor est monté un carter 105 à refroidissement liquide comprenant une chambre 106 destinée à contenir le liquide. Dans la carcasse du stator, des rainures 102 sont prévues pour recevoir les bobinages 109 présentant des têtes de bobinage 107. Dans ces rainures, autour des bobinages, on prévoit un isolant, comme un carton 103. Cet isolant permet d'assurer notamment une protection mécanique des conducteurs. Entre les conducteurs des bobinages, une résine est imprégnée pour rigidifier les conducteurs et pour améliorer le transfert de la chaleur du coeur du bobinage vers sa périphérie. Dans un tel moteur, la chaleur générée à l'intérieur du bobinage doit, comme représenté par la flèche de la figure 1, d'abord sortir du bobinage, puis traverser de l'air, puis traverser l'isolant 103, puis traverser de l'air, traverser la carcasse du stator, puis arriver dans le carter de refroidissement liquide. Ce chemin comprend différentes barrières thermiques limitant de manière importante l'efficacité du refroidissement. In the case of liquid cooling, a jacket containing a liquid is placed on the periphery (housing) of the electric motor (see FIGS. 1 and 2), generally on the stator plates. In these figures, there is shown, in partial cross-section and in longitudinal section, an electric motor 100 known from the prior art. The motor comprises a stator 104 and a rotor 108. Around the rotor is mounted a liquid-cooled housing 105 comprising a chamber 106 for containing the liquid. In the carcass of the stator, grooves 102 are provided to receive the windings 109 having winding heads 107. In these grooves, around the windings, an insulator, such as a cardboard 103, is provided. This insulator makes it possible in particular to provide protection mechanical conductors. Between the conductors of the coils, a resin is impregnated to stiffen the conductors and to improve the transfer of heat from the core of the coil to its periphery. In such an engine, the heat generated inside the winding must, as represented by the arrow in FIG. 1, first out of the winding, then through the air, then through the insulation 103, then through air, pass through the stator housing, and then into the liquid cooling housing. This path includes various thermal barriers significantly limiting the effectiveness of cooling.

Il existe des documents décrivant des solutions permettant d'améliorer le refroidissement d'un moteur avec de l'air. Ils utilisent essentiellement une optimisation de la circulation de l'air à l'intérieur du moteur. On connaît notamment les documents RU2280305, RU2239272, RU2101835 et RU2286640. De telles solutions imposent des contraintes architecturales sévères. There are documents describing solutions to improve the cooling of an engine with air. They essentially use an optimization of the air circulation inside the engine. Documents RU2280305, RU2239272, RU2101835 and RU2286640 are particularly known. Such solutions impose severe architectural constraints.

Le but de l'invention est de fournir un élément de machine électrique permettant de remédier aux inconvénients identifiés précédemment et permettant d'améliorer les éléments de machine électrique connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un élément de machine électrique ayant une structure simple, peu coûteuse et permettant d'améliorer son refroidissement sans créer de contraintes d'architecture relativement à la machine. The object of the invention is to provide an electric machine element to overcome the disadvantages identified above and to improve the electrical machine elements known from the prior art. In particular, the invention provides an electric machine element having a simple structure, inexpensive and to improve its cooling without creating architectural constraints on the machine.

Selon l'invention, un élément de machine électrique comprend une 20 carcasse et un bobinage. Une tête du bobinage comprend plusieurs faisceaux espacés de conducteurs et/ou plusieurs conducteurs espacés. According to the invention, an electric machine element comprises a carcass and a coil. A winding head includes a plurality of spaced beams of conductors and / or a plurality of spaced apart conductors.

L'élément peut comprendre, au niveau de la tête, des espaces entre les faisceaux espacés de conducteurs et/ou entre les conducteurs espacés, 25 les espaces étant par exemple compris entre 1 mm et 4 mm, en particulier entre 2 mm et 3 mm. Les faisceaux peuvent comprendre des nappes de conducteurs. 30 Les faisceaux espacés et/ou les conducteurs espacés peuvent être disposés en quinconce. The element may comprise, at the level of the head, spaces between the spaced beams of conductors and / or between the spaced conductors, the gaps being for example between 1 mm and 4 mm, in particular between 2 mm and 3 mm. . The beams may comprise layers of conductors. The spaced beams and / or the spaced conductors may be staggered.

L'élément peut comprendre un élément de canalisation d'un fluide caloporteur : vers les faisceaux espacés de conducteurs et/ou vers les conducteurs espacés, et/ou depuis les faisceaux espacés de conducteurs et/ou depuis les conducteurs espacés. L'élément peut comprendre un boîtier entourant la tête et destiné à recevoir un fluide caloporteur. Selon l'invention, une machine électrique, notamment un moteur électrique, en particulier un moteur électrique de véhicule automobile, comprend un élément défini précédemment. The element may comprise a heat transfer fluid channeling element: to spaced apart conductor bundles and / or to spaced conductors, and / or from spaced conductor bundles and / or spaced conductors. The element may comprise a housing surrounding the head and intended to receive a heat transfer fluid. According to the invention, an electric machine, in particular an electric motor, in particular an electric motor of a motor vehicle, comprises a previously defined element.

15 La machine électrique peut comprendre un élément de mise en mouvement d'un fluide caloporteur entre les faisceaux espacés de conducteurs et/ou entre les conducteurs espacés. The electric machine may comprise a heat-transfer fluid setting element between the spaced beams of conductors and / or between the spaced conductors.

Selon l'invention, le véhicule automobile comprend une machine 20 électrique définie précédemment. According to the invention, the motor vehicle comprises an electric machine 20 defined above.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation d'un élément de machine électrique selon l'invention. The appended drawing shows, by way of example, several embodiments of an electric machine element according to the invention.

25 La figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un moteur électrique connu de l'art antérieur. Figure 1 is a partial cross-sectional view of an electric motor known from the prior art.

La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur électrique connu de l'art antérieur. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un moteur électrique selon l'invention. 30 La figure 4 est une vue en perspective partielle d'une première variante du premier mode de réalisation du moteur électrique. Figure 2 is a longitudinal sectional view of an electric motor known from the prior art. Figure 3 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of an electric motor according to the invention. Fig. 4 is a partial perspective view of a first variant of the first embodiment of the electric motor.

La figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle de la première variante du premier mode de réalisation du moteur électrique. Figure 5 is a partial longitudinal sectional view of the first variant of the first embodiment of the electric motor.

La figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une deuxième variante du premier mode de réalisation du moteur électrique. La figure 7 est une vue en coupe longitudinale partielle, perpendiculaire à celle de la figure 6, de la deuxième variante du premier mode de réalisation du moteur électrique. Figure 6 is a partial longitudinal sectional view of a second variant of the first embodiment of the electric motor. Figure 7 is a partial longitudinal sectional view, perpendicular to that of Figure 6, of the second variant of the first embodiment of the electric motor.

15 La figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation d'un moteur électrique selon l'invention. Figure 8 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of an electric motor according to the invention.

La figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation d'un moteur électrique selon l'invention. La figure 10 est une vue en coupe transversale du troisième mode de réalisation du moteur électrique. Figure 9 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of an electric motor according to the invention. Fig. 10 is a cross-sectional view of the third embodiment of the electric motor.

Un premier mode de réalisation de machine électrique est décrit ci-après 25 en référence aux figures 3 à 7. La machine électrique 1 est par exemple un moteur électrique, en particulier un moteur électrique de véhicule automobile destiné à entraîner le véhicule automobile. La machine électrique comprend un stator 2 et un rotor 3. A first embodiment of electric machine is described below with reference to Figures 3 to 7. The electric machine 1 is for example an electric motor, in particular an electric motor of a motor vehicle for driving the motor vehicle. The electric machine comprises a stator 2 and a rotor 3.

30 Le stator comprend une carcasse 20 dans laquelle sont réalisées des rainures s'étendant longitudinalement entre des dents 21 et des 20 bobinages 4 dont les conducteurs électriques sont destinés à être parcourus par un courant électrique. Les rainures sont destinées à recevoir les bobinages 4. Des têtes 5 de ces bobinages sont formées hors de la carcasse du stator, aux extrémités de celle-ci. Une portion d'au moins un bobinage, en particulier une tête de bobinage, comprend plusieurs faisceaux disjoints ou espacés de conducteurs et/ou plusieurs conducteurs 51 disjoints ou espacés. Le fait que plusieurs conducteurs ou plusieurs faisceaux de conducteurs soient disjoints ou espacés permet de faire passer entre eux, c'est-à-dire dans les espaces 12, 13 qui les séparent, un fluide caloporteur comme un gaz, notamment de l'air, ou un liquide, notamment de l'eau ou de l'huile. On réalise ainsi un échangeur thermique permettant un transfert de chaleur des conducteurs ou des faisceaux de conducteurs au fluide caloporteur. The stator comprises a carcass 20 in which longitudinally extending grooves are formed between teeth 21 and coils 4 whose electrical conductors are intended to be traversed by an electric current. The grooves are intended to receive the coils 4. Heads 5 of these coils are formed outside the stator casing, at the ends thereof. A portion of at least one winding, in particular a winding head, comprises a plurality of disjoint or spaced apart beams of conductors and / or several disjoint or spaced apart conductors 51. The fact that several conductors or several bundles of conductors are disjoint or spaced makes it possible to pass between them, that is to say in the spaces 12, 13 which separate them, a coolant such as a gas, especially air , or a liquid, especially water or oil. In this way, a heat exchanger is produced that allows heat transfer from the conductors or the bundles of conductors to the coolant.

Comme représenté aux figures 4 et 5, dans une première variante de réalisation, un bobinage comprend une tête 5a dans laquelle les conducteurs 51 (ou des faisceaux de plusieurs conducteurs) sont espacés et donc séparés par des espaces 12. Par exemple, le fluide caloporteur traversant cette tête se déplace globalement radialement relativement au stator, comme représenté par les flèches 11. Avantageusement, comme représenté à la figure 5, dans un plan parallèle à la direction de déplacement global du fluide caloporteur, les conducteurs (ou des faisceaux de plusieurs conducteurs) sont disposés en quinconce ou sensiblement en quinconce. Dans cette tête, la distance minimale entre deux conducteurs (ou deux faisceaux de plusieurs conducteurs) est par exemple supérieure à 1 mm, de préférence supérieure à 2 mm. De même, dans cette tête, la distance maximale entre deux conducteurs adjacents (ou deux faisceaux adjacents de plusieurs conducteurs) est par exemple inférieure à 4 mm, de préférence inférieure à 3 mm. Il est clair que la disposition des différents conducteurs et/ou des différents faisceaux de plusieurs conducteurs et les dimensions des espaces séparant les différents conducteurs et/ou les différents faisceaux de plusieurs conducteurs peuvent être optimisés en fonction de la géométrie des conducteurs et/ou des faisceaux de conducteurs et en fonction de la nature du fluide caloporteur, afin d'optimiser l'échange thermique entre les conducteurs et/ou les faisceaux de conducteur, d'une part, et le fluide caloporteur d'autre part. As represented in FIGS. 4 and 5, in a first variant embodiment, a coil comprises a head 5a in which the conductors 51 (or bundles of several conductors) are spaced apart and therefore separated by spaces 12. For example, the heat transfer fluid passing through this head moves generally radially relative to the stator, as represented by the arrows 11. Advantageously, as shown in FIG. 5, in a plane parallel to the direction of overall displacement of the coolant, the conductors (or bundles of several conductors ) are arranged in staggered or substantially staggered rows. In this head, the minimum distance between two conductors (or two beams of several conductors) is for example greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm. Similarly, in this head, the maximum distance between two adjacent conductors (or two adjacent bundles of multiple conductors) is for example less than 4 mm, preferably less than 3 mm. It is clear that the arrangement of the different conductors and / or the different beams of several conductors and the dimensions of the spaces separating the different conductors and / or the different beams of several conductors can be optimized according to the geometry of the conductors and / or the conductor bundles and depending on the nature of the heat transfer fluid, in order to optimize the heat exchange between the conductors and / or the conductor bundles, on the one hand, and the heat transfer fluid on the other hand.

Comme représenté aux figures 6 et 7, dans une deuxième variante de réalisation, un bobinage comprend une tête 5b dans laquelle des faisceaux de plusieurs conducteurs sont espacés et donc séparés par des espaces 13. Par exemple, le fluide caloporteur traversant cette tête se déplace globalement radialement relativement au stator, comme représenté par les flèches 11. Avantageusement, les faisceaux de conducteurs forment des nappes 52. Ces nappes sont séparées par des espaces 13. Dans cette tête 5b, la distance minimale entre deux nappes de plusieurs conducteurs est par exemple supérieure à 1 mm, de préférence supérieure à 2 mm. De même, dans cette tête, la distance maximale entre deux nappes adjacentes est par exemple inférieure à 4 mm, de préférence inférieure à 3 mm. Il est clair que la disposition des différentes nappes et les dimensions des espaces séparant les différentes nappes peuvent être optimisées en fonction de la géométrie des nappes et en fonction de la nature du fluide caloporteur, afin d'optimiser l'échange thermique entre les conducteurs et/ou les faisceaux de conducteur, d'une part, et le fluide caloporteur d'autre part. As represented in FIGS. 6 and 7, in a second variant embodiment, a coil comprises a head 5b in which bundles of several conductors are spaced apart and thus separated by spaces 13. For example, the heat transfer fluid passing through this head moves globally radially relative to the stator, as represented by the arrows 11. Advantageously, the conductor bundles form plies 52. These plies are separated by spaces 13. In this head 5b, the minimum distance between two plies of several conductors is for example greater at 1 mm, preferably greater than 2 mm. Similarly, in this head, the maximum distance between two adjacent sheets is for example less than 4 mm, preferably less than 3 mm. It is clear that the arrangement of the different plies and the dimensions of the spaces separating the different plies can be optimized as a function of the geometry of the plies and depending on the nature of the coolant, in order to optimize the heat exchange between the conductors and / or the driver bundles, on the one hand, and the coolant on the other hand.

La disposition de conducteurs en nappes peut être obtenue par insertion d'un objet à section constante pendant le bobinage. The provision of ribbon conductors can be achieved by inserting a constant section object during winding.

Les faisceaux de conducteurs peuvent avoir d'autres formes que celles de nappes, notamment la forme de torons. Par « faisceau », on entend toute configuration de conducteurs disposés parallèlement les uns aux autres ou sensiblement parallèlement les uns aux autres dans laquelle les conducteurs sont en contact les uns avec les autres ou sensiblement en contact les uns avec les autres. The bundles of conductors may have other shapes than those of layers, in particular the form of strands. By "beam" is meant any configuration of conductors arranged parallel to each other or substantially parallel to each other in which the conductors are in contact with each other or substantially in contact with each other.

Avantageusement, chaque bobinage de stator comprend une tête présentant plusieurs faisceaux espacés de conducteurs et/ou plusieurs conducteurs 51 espacés. De préférence encore, chaque bobinage comprend deux têtes présentant plusieurs faisceaux espacés de conducteurs et/ou plusieurs conducteurs 51 espacés, par exemple les deux têtes de chacun des bobinages. Advantageously, each stator winding comprises a head having a plurality of spaced apart beams of conductors and / or a plurality of spaced conductors 51. More preferably, each winding comprises two heads having a plurality of spaced beams of conductors and / or several spaced conductors 51, for example the two heads of each of the windings.

Pour guider le fluide caloporteur, le stator comprend également un élément de canalisation du fluide caloporteur : vers les faisceaux espacés de conducteurs et/ou vers les 15 conducteurs (51) espacés, et/ou depuis les faisceaux espacés de conducteurs et/ou depuis les conducteurs (51) espacés. To guide the heat transfer fluid, the stator also comprises a heat transfer fluid channeling element: towards the spaced apart bundles of conductors and / or to the spaced conductors (51), and / or from the spaced apart bundles of conductors and / or from the conductors (51) spaced apart.

Dans la première variante décrite plus haut, cet élément de canalisation 20 peut comprendre une simple paroi 8a. Dans la deuxième variante décrite plus haut, cet élément de canalisation peut être constitué par la nappe 8b la plus éloignée de la carcasse du stator. Dans cette deuxième variante, l'élément de canalisation peut également comprendre une simple paroi. In the first variant described above, this pipe element 20 may comprise a single wall 8a. In the second variant described above, this pipe element may be constituted by the web 8b furthest from the stator frame. In this second variant, the pipe element may also comprise a single wall.

25 Comme représenté à la figure 8, un deuxième mode de réalisation de moteur 1 a diffère du premier mode de réalisation en ce qu'il comprend un élément 7 de mise en mouvement d'un fluide caloporteur entre les faisceaux espacés de conducteurs et/ou entre les conducteurs 51 espacés, par exemple un ventilateur 7 permettant de forcer un flux d'air à 30 se diriger vers les têtes décrites précédemment. De préférence, le moteur comprend un ventilateur à chacune de ses extrémités au niveau des têtes de bobinage. Le ou les ventilateurs comprennent par exemple chacun une roue centrifuge solidaire du rotor 3. As shown in FIG. 8, a second motor embodiment 1 a differs from the first embodiment in that it comprises an element 7 for setting a heat transfer fluid in motion between the spaced beams of conductors and / or between the spaced apart conductors 51, for example a fan 7 for forcing a flow of air towards the heads previously described. Preferably, the motor comprises a fan at each of its ends at the winding heads. The fan or fans, for example each comprise a centrifugal wheel integral with the rotor 3.

Comme représenté aux figures 9 et 10, un troisième mode de réalisation de moteur 1 b diffère du premier mode de réalisation en ce que le stator comprend un boîtier 8 entourant la ou les têtes. Ce boîtier forme une ou plusieurs cavités étanches 9 destinées à recevoir un fluide caloporteur. Avantageusement, une cavité 9 est formée au niveau de chaque tête, c'est-à-dire au niveau de chaque tête de bobinage et des canalisations 14, 15 permettent de guider un fluide caloporteur des unes aux autres des cavités. As shown in FIGS. 9 and 10, a third embodiment of motor 1b differs from the first embodiment in that the stator comprises a housing 8 surrounding the head or heads. This housing forms one or more sealed cavities 9 intended to receive a coolant. Advantageously, a cavity 9 is formed at each head, that is to say at each winding head and the pipes 14, 15 guide a heat transfer fluid to each other cavities.

L'invention a été décrite ci-dessus appliquée à un stator de machine électrique, notamment un stator de moteur électrique. Néanmoins, il est clair que l'invention peut également s'appliquer à un rotor bobiné de machine électrique, notamment un rotor bobiné de moteur électrique. The invention has been described above applied to an electric machine stator, in particular an electric motor stator. Nevertheless, it is clear that the invention can also be applied to a wound rotor of an electric machine, in particular a wound rotor of an electric motor.

Une machine électrique selon l'invention équipe avantageusement un véhicule automobile. An electric machine according to the invention advantageously equips a motor vehicle.

L'invention permet d'assurer un excellent refroidissement de la machine électrique. En effet, le matériau utilisé pour former les conducteurs électriques, comme le cuivre, sont d'excellents conducteurs électriques, mais également d'excellents conducteurs thermiques (340 W/°C/m contre environ 1 W/°C/m pour la résine et l'émail de protection des conducteurs). Selon l'invention, on utilise les conducteurs électriques pour conduire la chaleur générée par effet Joule dans ceux-ci selon les flèches 6 de la figure 3 jusqu'aux têtes où la chaleur est transmise à un fluide caloporteur. Au niveau de ces têtes, l'échangeur réalisé permet d'extraire efficacement la chaleur du bobinage et la transférer dans le fluide caloporteur sans dégrader la performance du moteur. The invention makes it possible to ensure excellent cooling of the electric machine. In fact, the material used to form electrical conductors, such as copper, are excellent electrical conductors, but also excellent thermal conductors (340 W / ° C / m against approximately 1 W / ° C / m for the resin and enamel protection of drivers). According to the invention, the electrical conductors are used to conduct the heat generated by the Joule effect in them according to the arrows 6 of Figure 3 to the heads where the heat is transmitted to a heat transfer fluid. At these heads, the heat exchanger makes it possible to effectively extract the heat from the winding and transfer it into the coolant without degrading the performance of the engine.

Grâce à l'invention, l'architecture globale d'une machine électrique ne doit pas être modifiée. Notamment, la disposition des conducteurs dans les encoches n'est pas modifiée. Ainsi, on peut conserver un remplissage maximum de conducteurs permettant de garder de bonnes performances de la machine. Par rapport à une machine électrique connue de l'art antérieur, la disposition des conducteurs dans les têtes de bobinages est modifiée : les conducteurs sont espacés afin de permettre le passage du fluide caloporteur (air ou un liquide, comme l'huile ayant de bonnes propriétés diélectriques). La chaleur générée dans les conducteurs situés dans les encoches est donc conduite par les conducteurs vers les têtes de bobinage, où un fluide de refroidissement passe pour évacuer la chaleur. Les conducteurs peuvent être isolés électriquement par de l'émail. Leur maintien dans les têtes de bobinage peut être assuré par de la résine dans les encoches. Compte tenu de la rigidité des conducteurs, il n'est pas nécessaire de noyer les conducteurs dans une résine dans les têtes de bobinage et on peut donc laisser les conducteurs isolés électriquement au contact direct du fluide caloporteur. Thanks to the invention, the overall architecture of an electric machine must not be modified. In particular, the arrangement of the conductors in the notches is not modified. Thus, one can maintain a maximum filling of conductors to keep good performance of the machine. Compared to an electric machine known from the prior art, the arrangement of the conductors in the winding heads is modified: the conductors are spaced to allow the passage of the coolant (air or a liquid, such as oil having good dielectric properties). The heat generated in the conductors located in the notches is therefore conducted by the conductors to the winding heads, where a cooling fluid passes to evacuate the heat. The conductors can be electrically isolated by enamel. Their retention in the winding heads can be ensured by resin in the notches. Given the rigidity of the conductors, it is not necessary to embed the conductors in a resin in the winding heads and can therefore leave the electrically insulated conductors in direct contact with the heat transfer fluid.

Comme vu précédemment, au niveau de la tête de bobinage, tout type de disposition de conducteurs est possible pour permettre de laisser passer le fluide de refroidissement entre les conducteurs. As seen above, at the winding head, any type of conductor arrangement is possible to allow the cooling fluid to pass between the conductors.

La performance de refroidissement obtenue avec la solution conforme à 25 l'invention est bien supérieure à celle obtenue en utilisant les solutions connues de l'art antérieur. The cooling performance obtained with the solution according to the invention is much greater than that obtained using the known solutions of the prior art.

En cas de besoin, un dépôt d'une couche de résine peut être appliqué sur les conducteurs afin de les protéger des risques d'attaque mécanique 30 lors de l'écoulement du fluide de refroidissement. On peut aussi mettre des résines sur certaines parties des conducteurs au niveau de la tête de bobinage pour renforcer la structure mécanique des conducteurs. Ce renforcement n'est utile que si les conducteurs sont fins, ou si la longueur de conducteurs en suspension sans contact avec les conducteurs voisins est importante. La machine électrique selon l'invention peut être du type à réluctance variable. Ce type de machine peut être utilisé pour entraîner un véhicule électrique ou un véhicule hybride. If necessary, a deposit of a layer of resin may be applied to the conductors to protect them from the risk of mechanical attack during the flow of the cooling fluid. Resins can also be applied to certain parts of the conductors at the winding head to reinforce the mechanical structure of the conductors. This reinforcement is useful only if the conductors are thin, or if the length of conductors in suspension without contact with neighboring conductors is important. The electric machine according to the invention may be of variable reluctance type. This type of machine can be used to drive an electric vehicle or a hybrid vehicle.

10 Dans le cas où la machine électrique est intégrée dans un véhicule dans un système de transmission ou proche d'un système de transmission, on peut utiliser l'huile de lubrification du système de transmission comme fluide caloporteur. Ceci améliore l'intégration de la solution. In the case where the electric machine is integrated in a vehicle in a transmission system or close to a transmission system, the lubricating oil of the transmission system can be used as heat transfer fluid. This improves the integration of the solution.

15 De la même manière, dans le cas où la machine électrique est intégrée dans un véhicule électrique ou hybride présentant un système à fluide caloporteur de régulation thermique de l'habitacle et/ou de la batterie et/ou de l'électronique, on peut utiliser ce fluide caloporteur pour réguler thermiquement la machine électrique.In the same way, in the case where the electric machine is integrated in an electric or hybrid vehicle having a heat-transfer fluid system regulating the cabin and / or the battery and / or the electronics, it is possible to use this heat transfer fluid to thermally regulate the electric machine.

20 De la même manière, dans le cas où la machine électrique est intégrée dans un véhicule hybride présentant un système à fluide caloporteur de régulation thermique du moteur thermique, on peut utiliser ce fluide caloporteur pour réguler thermiquement la machine électrique. L'invention a été décrite appliquée à un stator de moteur électrique. Cependant, elle peut être appliquée de la même façon à un rotor de moteur électrique. Elle peut encore être appliquée à un stator ou un rotor d'une machine électrique autre qu'un moteur électrique. 25 30 In the same way, in the case where the electric machine is integrated in a hybrid vehicle having a heat-transfer fluid system for thermal regulation of the heat engine, this heat transfer fluid can be used to thermally regulate the electric machine. The invention has been described applied to an electric motor stator. However, it can be applied in the same way to an electric motor rotor. It can still be applied to a stator or rotor of an electric machine other than an electric motor. 25 30

Claims (9)

REVENDICATIONS: 1. Elément (2) de machine électrique (1) comprenant une carcasse (20) et un bobinage (4), caractérisé en ce qu'une tête (5) du bobinage comprend plusieurs faisceaux espacés de conducteurs et/ou plusieurs conducteurs (51) espacés. 1. An element (2) of electric machine (1) comprising a carcass (20) and a coil (4), characterized in that a head (5) of the coil comprises a plurality of spaced apart beams of conductors and / or several conductors (51) spaced apart. 2. Élément selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la tête, des espaces (12 ; 13) entre les faisceaux espacés de conducteurs et/ou entre les conducteurs (51) espacés, les espaces étant par exemple compris entre 1 mm et 4 mm, en particulier entre 2 mm et 3 mm. 2. Element according to the preceding claim, characterized in that it comprises, at the head, spaces (12; 13) between the spaced beams of conductors and / or between the spaced conductors (51), the spaces being by example between 1 mm and 4 mm, in particular between 2 mm and 3 mm. 3. Élément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faisceaux comprennent des nappes (52) de conducteurs. 3. Element according to one of the preceding claims, characterized in that the bundles comprise layers (52) of conductors. 4. Élément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faisceaux espacés et/ou les conducteurs espacés sont disposés en quinconce. 4. Element according to one of the preceding claims, characterized in that the spaced apart beams and / or the spaced conductors are arranged in staggered rows. 5. Élément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (8 ; 8a ; 8b) de canalisation d'un fluide caloporteur : vers les faisceaux espacés de conducteurs et/ou vers les conducteurs (51) espacés, et/ou depuis les faisceaux espacés de conducteurs et/ou depuis les conducteurs (51) espacés. 5. Element according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a member (8; 8a; 8b) for channeling a coolant: to the spaced beams of conductors and / or to the conductors (51) spaced, and / or from the spaced beams of conductors and / or spaced conductors (51). 6. Élément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (8) entourant la tête et destiné à recevoir un fluide caloporteur. 6. Element according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a housing (8) surrounding the head and intended to receive a heat transfer fluid. 7. Machine électrique, notamment moteur électrique (1 ; 1 a ; 1 b), en particulier moteur électrique de véhicule automobile, comprenant un élément selon l'une des revendications précédentes. Electric machine, in particular an electric motor (1; 1a; 1b), in particular an electric motor vehicle engine, comprising an element according to one of the preceding claims. 8. Machine électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément (7) de mise en mouvement d'un fluide caloporteur entre les faisceaux espacés de conducteurs et/ou entre les conducteurs (51) espacés. 8. Electrical machine according to the preceding claim, characterized in that it comprises a member (7) for moving a heat transfer fluid between the spaced apart beams of conductors and / or between the spaced conductors (51). 9. Véhicule automobile comprenant une machine électrique selon la revendication 7 ou 8. 9. Motor vehicle comprising an electric machine according to claim 7 or 8.
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