FR2998733A1 - Drive device for use in electric compressor of car, has guide unit guiding refrigerant liquid in direction of preset zone e.g. wall, separating cavity from control device of electric motor, which drives compression mechanism of liquid - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif d'entrainement d'un compresseur électrique et compresseur électrique comprenant un tel dispositif L'invention concerne un dispositif d'entrainement d'un compresseur électrique.The invention relates to a device for driving an electric compressor.
Elle trouvera en particulier ses applications dans un circuit de fluide réfrigérant équipant un véhicule automobile. Le fluide réfrigérant est classiquement mis en circulation à l'intérieur d'un circuit de climatisation par l'intermédiaire d'un compresseur. Dans les véhicules équipés d'un moteur à combustion interne, ce compresseur est de type mécanique car sa rotation est entraînée au moyen d'une poulie reliée au moteur à combustion interne par une courroie. Le nombre de véhicules hybrides, c'est-à-dire à moteur à combustion interne couplé à un moteur électrique, ou tout électrique, c'est-à-dire exclusivement propulsé par un moteur électrique, est en constante augmentation du faite de la raréfaction des énergies fossiles qui alimentent les véhicules équipés de moteur à combustion interne.It will find in particular its applications in a refrigerant circuit fitted to a motor vehicle. The refrigerant fluid is conventionally circulated inside an air conditioning circuit via a compressor. In vehicles equipped with an internal combustion engine, this compressor is mechanical type because its rotation is driven by means of a pulley connected to the internal combustion engine by a belt. The number of hybrid vehicles, that is to say with an internal combustion engine coupled to an electric motor, or all electric, that is to say exclusively powered by an electric motor, is constantly increasing by the fact of rarefaction of fossil fuels that fuel vehicles equipped with internal combustion engines.
L'énergie mécanique fournie habituellement par le moteur à combustion interne est donc moins disponible ou complètement indisponible pour le cas des véhicules tout électrique. Par ailleurs, pour des raisons de rendement global, la solution préférée pour entraîner un compresseur dans un véhicule hybride ou électrique est par alimentation d'un moteur électrique d'entraînement du compresseur plutôt que par une courroie en sortie de la machine électrique. De tels compresseurs électriques comprennent un mécanisme de compression entrainé par le moteur électrique, et un dispositif de commande du moteur électrique. Le dispositif de commande est situé dans un compartiment séparé du moteur électrique par une paroi sur laquelle est monté le dispositif de commande. Le moteur est donc situé dans un autre compartiment. Du fait des éléments électriques composant le dispositif de commande, ce dernier peut générer une quantité importante de chaleur en fonctionnement. Il est alors nécessaire de le refroidir. Il est connu pour cela d'utiliser le fluide réfrigérant circulant dans le compartiment du moteur pour refroidir ce dernier et dans le but de refroidir également la paroi supportant le dispositif de commande. Une solution existante consiste à positionner l'entrée du fluide réfrigérant dans le compartiment du moteur électrique entre la paroi et le moteur électrique de sorte qu'en entrant dans le compartiment du moteur électrique, le fluide réfrigérant circule de manière parallèle à la paroi avant d'être aspirer vers le mécanisme de compression. Or, cette solution implique qu'une faible quantité de fluide réfrigérant circule au contact de la paroi et de manière parallèle à cette dernière de sorte que le refroidissement de la paroi est peu satisfaisant. Il est connu pour améliorer ce refroidissement, de disposer des ailettes de refroidissement sur la paroi. Cependant, cela complique la fabrication de ladite paroi. Cette solution présente également l'inconvénient de limiter le positionnement de l'ouverture d'entrée du fluide réfrigérant entre le moteur et le dispositif de commande et donc de limiter le positionnement de la tubulure raccordant l'ouverture d'entrée. Les possibilités d'adaptation du compresseur dans l'environnement auquel il est destiné sont ainsi limitées. Le moteur est également une source de génération de chaleur et il est donc également nécessaire de le refroidir. En traversant le moteur en direction du mécanisme de compression, le fluide réfrigérant traverse le moteur en le refroidissant. La traversé du fluide réfrigérant n'est cependant pas contrôlée et cela engendre un refroidissement non optimisé du moteur. L'invention vise à améliorer la situation et concerne ainsi un dispositif d'entrainement d'un compresseur électrique comprenant un boitier et un moteur électrique situé dans une cavité dudit boitier, ledit moteur électrique étant destiné à entrainer un mécanisme de compression d'un fluide réfrigérant, ladite cavité étant configurée pour faire circuler ledit fluide au contact dudit moteur électrique, caractérisé par le fait que le dispositif d'entrainement comprend des moyens de guidage du fluide réfrigérant en direction d'au moins une zone prédéterminée.The mechanical energy usually supplied by the internal combustion engine is therefore less available or completely unavailable for the case of all-electric vehicles. Moreover, for reasons of overall efficiency, the preferred solution for driving a compressor in a hybrid or electric vehicle is by feeding an electric motor driving the compressor rather than a belt at the output of the electric machine. Such electric compressors comprise a compression mechanism driven by the electric motor, and a control device of the electric motor. The control device is located in a separate compartment of the electric motor by a wall on which is mounted the control device. The engine is located in another compartment. Due to the electrical components of the control device, the latter can generate a large amount of heat in operation. It is then necessary to cool it. It is known for that to use the coolant circulating in the engine compartment to cool the latter and in order to also cool the wall supporting the control device. An existing solution is to position the inlet of the refrigerant in the compartment of the electric motor between the wall and the electric motor so that entering the compartment of the electric motor, the refrigerant circulates parallel to the front wall of the engine. to be sucked to the compression mechanism. However, this solution implies that a small amount of refrigerant circulates in contact with the wall and parallel to the latter so that the cooling of the wall is unsatisfactory. It is known to improve this cooling, to have the cooling fins on the wall. However, this complicates the manufacture of said wall. This solution also has the disadvantage of limiting the positioning of the coolant inlet opening between the motor and the control device and thus to limit the positioning of the tubing connecting the inlet opening. The possibilities of adaptation of the compressor in the environment for which it is intended are thus limited. The engine is also a source of heat generation and so it is also necessary to cool it. While passing through the engine towards the compression mechanism, the refrigerant flows through the engine while cooling it. The crossing of the refrigerant fluid is however not controlled and this generates non-optimized cooling of the engine. The invention aims to improve the situation and thus relates to a drive device of an electric compressor comprising a housing and an electric motor located in a cavity of said housing, said electric motor being intended to drive a compression mechanism of a fluid refrigerant, said cavity being configured to circulate said fluid in contact with said electric motor, characterized in that the drive device comprises means for guiding the coolant towards at least one predetermined zone.
Ainsi, grâce à l'invention, le dispositif d'entraînement et en particulier son moyen de guidage est agencé pour guider le fluide réfrigérant vers au moins une zone du compresseur électrique génératrice de chaleur et/ou insuffisamment refroidie par une circulation naturelle du fluide réfrigérant, c'est-à-dire une circulation non-guidée, améliorant ainsi leur refroidissement sans ajout d'ailettes de refroidissement. Selon un aspect de l'invention, l'une des zones prédéterminées est une paroi séparant ladite cavité d'un dispositif de commande électrique dudit moteur électrique. L'invention permet donc de ne plus faire circuler le fluide réfrigérant parallèlement à la paroi, mais de manière transversale à cette dernière, améliorant ainsi son refroidissement sans ajout d'ailettes de refroidissement. L'invention donne en outre une plus grande possibilité de positionnement de la tubulure destinée à être raccordée au boitier. Selon un aspect de l'invention, ledit boitier comprend une ouverture permettant au fluide réfrigérant d'entrer dans ladite cavité, ladite ouverture étant située au droit du moteur électrique. Avantageusement, l'ouverture est située au droit d'un canal s'étendant entre le moteur électrique et le boitier, ledit canal étant fermé au niveau d'un premier coté du moteur électrique destiné à être situé vers le mécanisme de compression et ouvert au niveau d'un deuxième coté du moteur électrique destiné à être situé vers ladite paroi. Selon un aspect de l'invention, ledit canal est fermé latéralement par une première cloison reliant le premier coté du moteur électrique au deuxième coté du moteur électrique et par une deuxième cloison reliant le premier coté du moteur électrique au deuxième coté du moteur électrique, la première et la deuxième cloisons étant situées de part et d'autre de ladite ouverture. Ces cloisons forment des zones de serrage du moteur électrique dans le boitier. Ledit fluide réfrigérant est ainsi aspiré par le mécanisme de compression vers la partie ouverte du canal, c'est- à-dire en direction de ladite paroi, vient refroidir ladite paroi en entrant en contact avec cette dernière de manière transversale avant de changer de direction et de se diriger vers le mécanisme de compression, en passant par l'intérieur du moteur électrique ou par d'autres passages formés par les zones de serrage mais différents dudit canal. Selon un exemple de réalisation de l'invention, les moyens de guidage du fluide réfrigérant sont destinés à prolonger ledit canal vers ladite paroi. Les moyens de guidage se situent, notamment, dans le prolongement du moteur. Le fluide réfrigérant est ainsi guidé au-delà du moteur électrique, vers ladite paroi. Les moyens de guidage permettent au fluide réfrigérant de se diriger au plus près de ladite paroi avant de faire demi-tour et de se diriger vers le mécanisme de compression. Grâce auxdits moyens de guidage, une circulation continue et abondante de fluide réfrigérant en contact avec ladite paroi est favorisée et servira à son refroidissement. Avantageusement, les moyens de guidage sont situés de part et d'autre de ladite ouverture. Le canal est ainsi prolongé en direction de la paroi de part et d'autre de ladite ouverture.Thus, thanks to the invention, the drive device and in particular its guide means is arranged to guide the cooling fluid to at least one zone of the electric heat generating compressor and / or insufficiently cooled by a natural circulation of the cooling fluid. , that is to say a non-guided circulation, thus improving their cooling without adding cooling fins. According to one aspect of the invention, one of the predetermined zones is a wall separating said cavity from an electrical control device of said electric motor. The invention therefore makes it possible to no longer circulate the cooling fluid parallel to the wall, but transversely to the latter, thus improving its cooling without adding cooling fins. The invention also provides a greater possibility of positioning the tubing intended to be connected to the housing. According to one aspect of the invention, said housing comprises an opening allowing the refrigerant fluid to enter said cavity, said opening being located in line with the electric motor. Advantageously, the opening is located at the right of a channel extending between the electric motor and the housing, said channel being closed at a first side of the electric motor intended to be located towards the compression mechanism and open at the level of a second side of the electric motor to be located towards said wall. According to one aspect of the invention, said channel is closed laterally by a first partition connecting the first side of the electric motor to the second side of the electric motor and by a second partition connecting the first side of the electric motor to the second side of the electric motor, the first and second partitions being located on either side of said opening. These partitions form clamping areas of the electric motor in the housing. Said coolant is thus sucked by the compression mechanism towards the open part of the channel, that is to say in the direction of said wall, is cooled said wall contacting the latter transversely before changing direction and to move towards the compression mechanism, passing through the interior of the electric motor or through other passages formed by the clamping zones but different from said channel. According to an exemplary embodiment of the invention, the means for guiding the refrigerant fluid are intended to extend said channel towards said wall. The guide means are located, in particular, in the extension of the engine. The refrigerant fluid is thus guided beyond the electric motor towards said wall. The guide means allow the coolant to move closer to said wall before turning around and move towards the compression mechanism. With said guiding means, a continuous and abundant circulation of refrigerant fluid in contact with said wall is favored and will be used for its cooling. Advantageously, the guide means are located on either side of said opening. The channel is thus extended towards the wall on either side of said opening.
De manière avantageuse, les moyens de guidage sont situés dans le prolongement desdites cloisons. Les moyens de guidage sont ainsi destinés à concentrer le fluide réfrigérant dans la direction du canal jusqu'à la paroi à refroidir évitant que le réfrigérant tourne à droite et/ou à gauche dès la sortie des zones de serrage. Selon un aspect de l'invention, le moteur électrique comprend un bobinage, ledit dispositif d'entrainement comprenant une pièce d'isolation électrique du bobinage, lesdits moyens de guidage faisant partie de la pièce d'isolation électrique.Advantageously, the guide means are located in the extension of said partitions. The guide means are thus intended to concentrate the refrigerant in the direction of the channel to the wall to be cooled, preventing the refrigerant from rotating to the right and / or left as soon as the clamping zones exit. According to one aspect of the invention, the electric motor comprises a winding, said drive device comprising a piece of electrical insulation of the winding, said guide means forming part of the electrical insulation part.
La pièce d'isolation électrique du bobinage est obtenue, notamment, par moulage. C'est une pièce isolant le bobinage d'un empilement de tôle du stator dudit moteur électrique. Une modification du moule permet ainsi de fabriquer les moyens de guidage de manière simple. Les moyens de guidages sont alors assemblés au moteur électrique grâce à l'assemblage de la pièce d'isolation électrique sur l'empilement de tôle du stator dudit moteur électrique. Avantageusement, lesdits moyens de guidage sont des projections s'écartant d'une base de ladite pièce d'isolation électrique, coiffant ledit moteur électrique.The electrical insulation part of the winding is obtained, in particular, by molding. It is an insulating piece the winding of a sheet stack of the stator of said electric motor. A modification of the mold thus makes it possible to manufacture the guide means in a simple manner. The guide means are then assembled to the electric motor by assembling the electrical insulation part on the sheet stack of the stator of said electric motor. Advantageously, said guiding means are projections deviating from a base of said piece of electrical insulation, covering said electric motor.
Selon un exemple de réalisation, lesdites cloisons sont formées à partir du boitier. Avantageusement, ledit canal est fermé du premier coté du moteur électrique par ledit boitier.According to an exemplary embodiment, said partitions are formed from the housing. Advantageously, said channel is closed on the first side of the electric motor by said housing.
De manière avantageuse, ladite cavité est fermée sur toute une périphérie du moteur électrique, au niveau du premier coté du moteur électrique. Selon un aspect de l'invention, l'une des zones prédéterminées est une surface périphérique du moteur électrique.Advantageously, said cavity is closed over an entire periphery of the electric motor, at the first side of the electric motor. According to one aspect of the invention, one of the predetermined areas is a peripheral surface of the electric motor.
L'invention permet ainsi d'améliorer le refroidissement du moteur électrique, en guidant le fluide réfrigérant vers au moins une zone prédéterminée dudit moteur électrique.The invention thus makes it possible to improve the cooling of the electric motor by guiding the cooling fluid towards at least one predetermined zone of said electric motor.
Avantageusement, les moyens de guidage comprennent au moins un conduit longitudinal s'étendant entre le boitier et le moteur électrique, de part et d'autre du moteur électrique et au travers duquel le fluide réfrigérant est destiné à circuler. Les moyens de guidage de l'invention permettent ainsi de choisir des zones de la périphérie du moteur électrique que l'on souhaite refroidir à l'aide du fluide réfrigérant. Selon un exemple de réalisation de l'invention, au moins l'un d'entre le boitier et le moteur électrique comprend un dispositif d'étanchéité destiné à obturer au moins l'un des conduits longitudinaux.Advantageously, the guiding means comprise at least one longitudinal duct extending between the casing and the electric motor, on either side of the electric motor and through which the refrigerant fluid is intended to circulate. The guide means of the invention thus make it possible to choose zones of the periphery of the electric motor which it is desired to cool with the aid of the refrigerant fluid. According to an exemplary embodiment of the invention, at least one of the housing and the electric motor comprises a sealing device for sealing at least one of the longitudinal ducts.
L'invention concerne aussi un compresseur électrique comprenant un dispositif d'entrainement tel que défini précédemment.The invention also relates to an electric compressor comprising a drive device as defined above.
Selon un aspect de l'invention, ledit compresseur comprend ladite paroi séparant ladite cavité du dispositif de commande électrique. Selon un exemple de réalisation de l'invention, ladite paroi séparant ladite cavité du dispositif de commande électrique présente une surface lisse en vis-à-vis dudit moteur électrique. L'invention concerne également une pièce d'isolation électrique pour bobinage de moteur électrique comprenant au moins un moyen de guidage tel que défini 10 précédemment. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec les dessins dans lesquels : 15 la figure 1 est une vue schématique d'un compresseur comprenant un dispositif d'entrainement selon l'invention, illustrés selon un plan de coupe diamétral. la figure 2 montre une vue du dispositif d'entrainement de l'invention selon un plan de coupe longitudinal, 20 la figure 3 est une vue de dessus du dispositif d'entrainement représenté à la figure 2, sans son boitier, la figure 4 est une vue de côté du dispositif d'entrainement de la figure 3 partiellement représenté. 25 Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée, lesdites figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. La figure 1 illustre une vue schématique d'un compresseur électrique 9 comprenant un dispositif d'entrainement 6 selon l'invention. Le compresseur 9 est un 30 compresseur électrique en ce sens qu'il intègre un moteur électrique 2 qui entraîne un mécanisme de compression 3. Le moteur électrique 2 comprend un stator et un rotor solidaire d'un arbre moteur 21 qui s'étend longitudinalement selon un axe H comme représenté sur la figure 1. Le mécanisme de compression 3 comprend des pièces fixes et des pièces mobiles, ces dernières étant mises en rotation par l'arbre 21 du moteur électrique 2. Le mécanisme de compression 3 est du type à spirale de compression (Scroll en anglais) ou du type à palettes ou encore du type à pistons, ces exemples étant donnés à titre illustratif sans pour autant limiter la portée de l'invention.According to one aspect of the invention, said compressor comprises said wall separating said cavity from the electrical control device. According to an exemplary embodiment of the invention, said wall separating said cavity of the electrical control device has a smooth surface vis-à-vis said electric motor. The invention also relates to an electrical insulation piece for electric motor winding comprising at least one guiding means as defined above. Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below as an indication in relation to the drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic view of a compressor comprising a driving device according to the invention, illustrated according to a diametral cutting plane. FIG. 2 shows a view of the driving device of the invention according to a longitudinal section plane; FIG. 3 is a view from above of the drive device represented in FIG. 2, without its case, FIG. a side view of the drive device of Figure 3 partially shown. It should be noted that the figures show the invention in detail, said figures can of course be used to better define the invention where appropriate. FIG. 1 illustrates a schematic view of an electric compressor 9 comprising a drive device 6 according to the invention. The compressor 9 is an electric compressor in that it incorporates an electric motor 2 which drives a compression mechanism 3. The electric motor 2 comprises a stator and a rotor integral with a motor shaft 21 which extends longitudinally along an axis H as shown in Figure 1. The compression mechanism 3 comprises fixed parts and moving parts, the latter being rotated by the shaft 21 of the electric motor 2. The compression mechanism 3 is of the spiral type compression or scroll type or the piston type, these examples being given for illustrative purposes without limiting the scope of the invention.
Le compresseur 9 comprend en outre un dispositif de commande 1 du moteur électrique 2. Ce dispositif de commande 1 est notamment un onduleur (Inverter en anglais) transformant un courant continu en provenance d'un réseau de bord du véhicule en un courant sinusoïdal alimentant le moteur électrique 2.The compressor 9 further comprises a control device 1 of the electric motor 2. This control device 1 is notably an inverter (inverter in English) transforming a direct current coming from an on-board network of the vehicle into a sinusoidal current supplying the power supply. electric motor 2.
Le compresseur 9 est délimité vis-à-vis de son environnement extérieur par un boîtier 7 définissant une cavité 17 accueillant ledit moteur électrique 2. Le dispositif d'entrainement 6 de l'invention comprend le boîtier 7 et le moteur électrique 2. Ce boîtier 7 est, par exemple, une pièce en aluminium ou en alliage d'aluminium, de forme circulaire creuse comprenant une enveloppe périphérique qui délimite un volume interne. Ce boîtier 7 comprend au moins un compartiment moteur 20 correspondant à ladite cavité 17 et dans lequel est monté le moteur électrique. Dans l'exemple illustré, le boitier 7 comprend également au moins un compartiment de commande 10 dans lequel est monté le dispositif de commande 1. Ces compartiments sont des volumes distincts séparés l'un de l'autre par une paroi 4. La paroi 4 sépare ainsi le dispositif de commande 1 de ladite cavité 17 et du moteur électrique 2 et elle reçoit le dispositif de commande 1. Elle forme avec le boitier 7, le compartiment moteur 20. La paroi 4 pourra faire partie du boitier 7, ou être assemblé à ce dernier, par exemple au moment du montage du dispositif de commande 1 sur le boitier 7. Le mécanisme de compression 3, situé sur la droite de la figure, se trouve au niveau d'un premier coté longitudinal 11 du moteur électrique 2. Le dispositif de commande 1, situé sur la gauche de la figure 1, se trouve au niveau d'un deuxième coté longitudinal 12 du moteur électrique 2, opposé au premier coté longitudinal 11 par rapport au moteur électrique 2. On comprend ici que le compartiment commande 10 est situé au niveau du deuxième coté 12 du moteur électrique 2.The compressor 9 is delimited vis-à-vis its external environment by a housing 7 defining a cavity 17 accommodating said electric motor 2. The driving device 6 of the invention comprises the housing 7 and the electric motor 2. This housing 7 is, for example, a piece of aluminum or aluminum alloy, hollow circular shape comprising a peripheral envelope which defines an internal volume. This housing 7 comprises at least one engine compartment 20 corresponding to said cavity 17 and in which is mounted the electric motor. In the illustrated example, the housing 7 also comprises at least one control compartment 10 in which the control device 1 is mounted. These compartments are separate volumes separated from each other by a wall 4. The wall 4 separates the control device 1 from said cavity 17 and the electric motor 2 and receives the control device 1. It forms with the housing 7, the engine compartment 20. The wall 4 may be part of the housing 7, or be assembled to the latter, for example when mounting the control device 1 on the housing 7. The compression mechanism 3, located on the right of the figure, is at a first longitudinal side 11 of the electric motor 2. The control device 1, located on the left of Figure 1, is located at a second longitudinal side 12 of the electric motor 2, opposite the first longitudinal side 11 relative to the electric motor 2. It is understood here that the comp control unit 10 is located at the second side 12 of the electric motor 2.
Dans cet exemple, on rapporte au boitier 7, un sous-boîtier formant le compartiment de commande 10 dans lequel est logé le dispositif de commande 1 au niveau du deuxième coté 12 du moteur électrique 2, et un sous-boîtier formant un compartiment de compression 30 dans lequel est logé le mécanisme de compression 3 au niveau du premier coté 11 du moteur électrique. Autrement dit, le compartiment moteur 20 est intercalé entre le compartiment de commande 10 et le compartiment de compression 30. On comprendra donc que ces compartiments peuvent être délimités par une unique pièce périphérique qui forme un grand boîtier ou, par exemple, par des sous-boîtiers distincts dédiés à chaque compartiment et assemblés les uns aux autres. En fonctionnement, un fluide ou mélange constitué d'un fluide réfrigérant mélangé à un lubrifiant entre dans le compartiment moteur 20 et circule autour et dans le moteur électrique 2. Le fluide réfrigérant est un fluide sous critique tel que par exemple le R134a mais il peut également s'agir d'un fluide réfrigérant super- critique tel que par exemple le dioxyde de carbone connu sous l'appellation R744. Le lubrifiant est par exemple un composé de type Polyalkylène glycol. Le fluide circule dans le compartiment moteur 20 puis dans le compartiment de compression 30 dans lequel est logé le mécanisme de compression 3. Ce dernier assure l'augmentation désirée de pression et de température du fluide réfrigérant. La circulation du fluide réfrigérant au contact du moteur permet le refroidissement de ce dernier.In this example, there is reported to the housing 7, a sub-housing forming the control compartment 10 in which is housed the control device 1 at the second side 12 of the electric motor 2, and a sub-housing forming a compression compartment 30 in which is housed the compression mechanism 3 at the first side 11 of the electric motor. In other words, the engine compartment 20 is interposed between the control compartment 10 and the compression compartment 30. It will therefore be understood that these compartments can be delimited by a single peripheral part which forms a large housing or, for example, by sub-units. separate housings dedicated to each compartment and assembled to each other. In operation, a fluid or mixture consisting of a refrigerant mixed with a lubricant enters the engine compartment 20 and circulates around and in the electric motor 2. The coolant is a subcritical fluid such as for example the R134a but it can also be a supercritical refrigerant fluid such as for example carbon dioxide known as R744. The lubricant is for example a polyalkylene glycol type compound. The fluid flows in the engine compartment 20 and in the compression compartment 30 in which is housed the compression mechanism 3. The latter ensures the desired increase in pressure and temperature of the refrigerant. The circulation of the coolant in contact with the engine allows the cooling of the latter.
Comme expliqué précédemment, le compartiment moteur 20 est séparé du compartiment de commande 10 par la paroi 4 qui empêche la pénétration du fluide dans le compartiment de commande 10. On comprend donc que le fluide présent dans le compartiment moteur 20 ne circule pas dans le compartiment de commande 10 pour protéger le dispositif de commande 1 qui comprend des éléments ayant de forts potentiels électriques. La paroi 4 est avantageusement lisse, c'est-à-dire, sans ailettes de refroidissement, en particulier sur sa face située en vis-à-vis du moteur électrique 2.As explained above, the engine compartment 20 is separated from the control compartment 10 by the wall 4 which prevents the penetration of the fluid in the control compartment 10. It is thus clear that the fluid present in the engine compartment 20 does not circulate in the compartment control device 10 for protecting the control device 1 which comprises elements having high electrical potentials. The wall 4 is advantageously smooth, that is to say, without cooling fins, in particular on its face facing the electric motor 2.
Le dispositif de commande 1 fournit l'énergie électrique au moteur électrique 2. Comme ces composants sont dans deux compartiments distincts, il est nécessaire de raccorder électriquement le dispositif de commande 1 au moteur électrique 2 par un dispositif de raccordement électrique 5 monté ici à l'interface entre le compartiment moteur 20 et le compartiment de commande 10. Les composants électriques du dispositif de commande 1 dégagent une quantité importante de chaleur et il est donc nécessaire de les refroidir, notamment en refroidissant la plaque 4. Pour ce faire, le dispositif d'entrainement 6 comprend des moyens de guidage du fluide réfrigérant en direction d'au moins une zone prédéterminée, ici la paroi 4. On comprend que le dispositif de l'invention est agencé ici pour guider le fluide réfrigérant en direction de ladite paroi 4. Le dispositif d'entrainement 6 de l'invention est illustré plus en détail sur les figures 2 et 3. Le boitier 7 du dispositif d'entrainement 6 comprend une ouverture 8 permettant au fluide réfrigérant d'entrer dans le boitier 7. L'ouverture 8 est ici située au droit du moteur électrique 2, c'est-à-dire qu'elle se situe au niveau de plans perpendiculaires à l'arbre du moteur électrique 2 passant par le moteur électrique 2.The control device 1 supplies the electrical energy to the electric motor 2. Since these components are in two separate compartments, it is necessary to electrically connect the control device 1 to the electric motor 2 by an electrical connection device 5 mounted here to the interface between the engine compartment 20 and the control compartment 10. The electrical components of the control device 1 release a large amount of heat and it is therefore necessary to cool them, especially by cooling the plate 4. To do this, the device 6 comprises drive means for guiding the coolant towards at least one predetermined zone, here the wall 4. It is understood that the device of the invention is arranged here to guide the refrigerant towards said wall 4 The driving device 6 of the invention is illustrated in more detail in FIGS. 2 and 3. The casing 7 of the device of FIG. ntrainement 6 includes an opening 8 allowing the refrigerant to enter the housing 7. The opening 8 is here located right of the electric motor 2, that is to say, it is at the level of planes perpendicular to the shaft of the electric motor 2 passing through the electric motor 2.
Le fluide réfrigérant entre alors dans le compartiment moteur dans un canal 13 situé entre le moteur électrique 2 et le boitier 7. Le canal 13 est fermé du premier coté 11 du moteur électrique 2 et ouvert du deuxième coté 12 du moteur électrique 2. C'est ici le boitier 7 qui ferme ledit canal 13 du premier coté 11 du moteur électrique 2, sur une portion angulaire dudit moteur électrique 2.The refrigerant then enters the engine compartment in a channel 13 located between the electric motor 2 and the housing 7. The channel 13 is closed on the first side 11 of the electric motor 2 and open on the second side 12 of the electric motor 2. C ' here is the housing 7 which closes said channel 13 of the first side 11 of the electric motor 2, on an angular portion of said electric motor 2.
Le canal 13 est fermé également latéralement, c'est-à-dire que le canal 13 est fermé aux niveaux de ses cotés reliant le premier coté 11 du moteur électrique au deuxième coté 12 du moteur électrique 2. Ce sont ici une première et une deuxième cloisons 14, 15 qui ferment les cotés latéraux du canal 13 et maintiennent le stator du moteur en position dans le boitier 7, c'est-à-dire qu'elles forment des zones de serrage du moteur dans le boitier. Ces cloisons 14, 15 sont, notamment, formées par le boitier 7. Elles sont situées, angulairement, de part et d'autre de ladite ouverture 8. Ainsi, le canal 13 est ouvert uniquement au niveau du deuxième coté 12 du moteur électrique 2. De cette manière, le fluide réfrigérant qui entre dans le canal 13 par l'ouverture 8 est guidé vers la paroi 4 par le moteur électrique 2 et le boitier 7 en suivant la direction de la flèche référencée 35. Le fluide réfrigérant arrivant dans le canal 13 est en effet aspiré par le mécanisme de compression et, compte-tenu de la conformation du canal 13, guidé vers la paroi 4 contre laquelle il entre en contact selon une direction incidente transversale à la paroi 4. Le fluide réfrigérant change ensuite de direction et se dirige vers le mécanisme de compression en passant par le moteur électrique 2. Les moyens de guidage du dispositif d'entrainement 6 sont ici en forme de projection, prolongeant le canal 13 vers la paroi 4. Ils sont situés de part et d'autre de ladite ouverture 8 dans le prolongement des cloisons 14, 15. Les moyens de guidage 16 permettent au dispositif d'entrainement de guider le fluide réfrigérant en direction de la paroi 4 jusqu'à une distance très proche de la paroi 4, c'est-à-dire une distance inférieure à celle qui sépare le corps du moteur électrique 2 de la paroi 4. Une partie des moyens de guidage 16 est ainsi en saillie par rapport au corps du moteur électrique 2, c'est-à-dire que cette partie des moyens de guidage 16 se situe dans une zone du compartiment moteur située entre le corps du moteur électrique 2 et la paroi 4.The channel 13 is closed also laterally, that is to say that the channel 13 is closed at its sides connecting the first side 11 of the electric motor to the second side 12 of the electric motor 2. These are a first and a second partitions 14, 15 which close the side sides of the channel 13 and maintain the motor stator in position in the housing 7, that is to say that they form clamping areas of the motor in the housing. These partitions 14, 15 are, in particular, formed by the housing 7. They are located, angularly, on either side of said opening 8. Thus, the channel 13 is open only at the second side 12 of the electric motor 2 In this way, the refrigerant which enters the channel 13 through the opening 8 is guided towards the wall 4 by the electric motor 2 and the housing 7 in the direction of the arrow referenced 35. The refrigerant fluid arriving in the channel 13 is indeed sucked by the compression mechanism and, taking into account the conformation of the channel 13, guided towards the wall 4 against which it comes into contact in an incident direction transverse to the wall 4. The refrigerant then changes from direction and goes to the compression mechanism through the electric motor 2. The guide means of the driving device 6 are here in the form of projection, extending the channel 13 to the wall 4. They are s These guide means 16 enable the drive device to guide the refrigerant towards the wall 4 to a distance very close to the wall 4, that is to say a distance less than that which separates the body of the electric motor 2 of the wall 4. A portion of the guide means 16 is thus projecting relative to the body of the electric motor 2, c that is to say that this part of the guiding means 16 is located in an area of the engine compartment situated between the body of the electric motor 2 and the wall 4.
Afin de prolonger les cloisons 14, 15, les moyens de guidage 16 s'étendent longitudinalement et radialement par rapport à l'arbre de rotation, notamment, sur une surface couvrant l'espace entre le moteur électrique 2 et le boitier 7. Le moteur électrique 2 comprend ici un bobinage du stator. Dans le but d'isoler ce bobinage, le dispositif d'entrainement 6 comprend une pièce d'isolation électrique 31 située sur des tôles du stator, c'est-à-dire sur un empilement de tôles que comprend le stator. La pièce d'isolation électrique 31 isole ainsi le bobinage de l'empilement de tôles. La pièce d'isolation électrique 31 vient coiffer l'empilement de tôles, également connu sous le terme paquet de tôles, pour permettre de bobiner des dents du paquet de tôles et pour former des têtes de bobines. Cette pièce d'isolation électrique est en plastique et obtenu par moulage. Elle est par exemple surmoulée sur l'empilement de tôles avant que l'on procède au bobinage du stator. Les moyens de guidage 16 font, par exemple partie de la pièce d'isolation électrique 31. Les moyens de guidage 16 font ici partie intégrante de la pièce d'isolation électrique 31, formant avec elle un ensemble monobloc de sorte que les moyens de guidage 16 sont issus de matière avec la pièce d'isolation électrique 31. La pièce d'isolation électrique 31 est disposée, notamment, sur toute la périphérie du moteur électrique 2 au niveau du deuxième coté 12 du moteur électrique 2. La pièce d'isolation électrique 31 comprend une base qui prend ici la forme d'un anneau à la périphérie duquel se trouvent les moyens de guidage 16. Les moyens de guidage 16 prolongent la pièce d'isolation électrique au-delà des têtes de bobines, en direction de la paroi 4, c'est-à-dire axialement par rapport au corps du moteur électrique 2. Les moyens de guidage 16 présentent ainsi une surface s'étendant axialement et radialement par rapport au centre de l'anneau, c'est-à-dire au centre de la pièce d'isolation électrique 31, qui correspond, par exemple, à l'axe défini par l'arbre de rotation du moteur électrique 2.In order to extend the partitions 14, 15, the guide means 16 extend longitudinally and radially with respect to the rotation shaft, in particular on a surface covering the space between the electric motor 2 and the housing 7. The motor Electrical 2 here comprises a winding of the stator. In order to isolate this winding, the drive device 6 comprises an electrical insulation part 31 located on the stator laminations, that is to say on a stack of laminations that includes the stator. The electrical insulation part 31 thus isolates the winding of the sheet stack. The electrical insulation piece 31 comes to cap the stack of sheets, also known as the sheet package, to allow winding of the teeth of the package of sheets and to form coil heads. This piece of electrical insulation is plastic and obtained by molding. It is for example overmolded on the stack of sheets before the winding of the stator. The guiding means 16 are, for example, part of the electrical insulating part 31. The guiding means 16 are here an integral part of the electrical insulating part 31, forming with it a one-piece assembly so that the guiding means 16 are made of material with the electrical insulation part 31. The electrical insulation piece 31 is disposed, in particular, over the entire periphery of the electric motor 2 at the second side 12 of the electric motor 2. The piece of insulation electrical 31 comprises a base which here takes the form of a ring on the periphery of which are the guide means 16. The guide means 16 extend the electrical insulation piece beyond the coil heads, towards the wall 4, that is to say axially relative to the body of the electric motor 2. The guide means 16 thus have a surface extending axially and radially from the center of the ring, that is to say say to this the electrical insulation part 31, which corresponds, for example, to the axis defined by the rotation shaft of the electric motor 2.
La cavité 17 est, par exemple, fermée sur toute une périphérie du moteur électrique 2, au niveau du premier coté 11 de ce dernier. Dans ce cas, le fluide réfrigérant passera par l'intérieur du moteur électrique, c'est-à-dire ici le long du rotor, et entre les bobines du stator avant d'arriver dans le mécanisme de compression.The cavity 17 is, for example, closed over an entire periphery of the electric motor 2, at the first side 11 of the latter. In this case, the refrigerant will pass through the interior of the electric motor, that is to say here along the rotor, and between the stator coils before arriving in the compression mechanism.
Le boitier 7 comprend plusieurs autre cloisons et de préférence quatre autres cloisons (non représentées), situées autour du moteur électrique 2, à l'extérieur du canal 13, notamment dans le but de solidariser le moteur électrique au boitier 7. En effet, le moteur électrique 2 est, par exemple, inséré à l'intérieur du boitier 7 après que ce dernier ait été porté à température élevée. Le moteur électrique 2 est ainsi serré contre les cloisons du boitier 7 et la partie du boitier 7 fermant le canal 13 située du premier coté 11 du moteur électrique 2. Lors du refroidissement du boitier 7, le moteur électrique 2 est solidarisé au boitier 7 par serrage avec les différentes cloisons et le canal 13 est ainsi formé entre deux d'entre elles. Les six cloisons assurent ainsi six zones de solidarisation par serrage situées tout autour de la périphérie du moteur électrique de manière à assurer une bonne répartition des efforts du boitier 7 sur le moteur électrique 2 mais il est bien évident que la solidarisation du moteur électrique 2 sur le boitier 7 pourrait s'effectuer avec tout nombre de cloisons supérieur ou égale à deux.The housing 7 comprises several other partitions and preferably four other partitions (not shown), located around the electric motor 2, outside the channel 13, in particular for the purpose of securing the electric motor to the housing 7. In fact, the electric motor 2 is, for example, inserted inside the housing 7 after the latter has been raised to high temperature. The electric motor 2 is thus clamped against the partitions of the housing 7 and the portion of the housing 7 closing the channel 13 located on the first side 11 of the electric motor 2. During cooling of the housing 7, the electric motor 2 is secured to the housing 7 by clamping with the various partitions and the channel 13 is formed between two of them. The six partitions thus provide six clamping securing zones located around the periphery of the electric motor so as to ensure a good distribution of the forces of the casing 7 on the electric motor 2 but it is obvious that the attachment of the electric motor 2 on the housing 7 could be made with any number of partitions greater than or equal to two.
Le moyen de guidage de l'invention peut également permettre une circulation du fluide réfrigérant en périphérie du moteur électrique, afin de refroidir ce dernier. La surface périphérique du moteur électrique est ici une des zones prédéterminées vers laquelle le moyen de guidage du fluide dirige le fluide réfrigérant. Comme illustré sur la figure 4, le moyen de guidage du dispositif d'entraînement comprend par exemple des conduits longitudinaux 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f. Ces conduits longitudinaux s'étendent entre le boitier et le moteur électrique, de part et d'autre du moteur électrique et sont destinés à être traversés par le fluide réfrigérant depuis le deuxième coté longitudinal du moteur électrique jusqu'au premier coté longitudinal du moteur électrique. Ces conduits permettent ainsi de sélectionner des zones de la périphérie du moteur électrique que l'on souhaite refroidir. Dans un mode de réalisation préféré, chaque conduit est réalisé par deux encoches contigües formées en périphérie du stator du moteur électrique et du boîtier. Chaque encoche est de section sensiblement en arc de cercle de sorte qu'une fois le moteur électrique 2 disposé dans le boîtier, le conduit longitudinal est de section sensiblement circulaire. Chaque encoche ménagée sur le moteur électrique 2 est de préférence réalisée dans l'empilement de tôles du stator, particulièrement dans le prolongement d'une dent 38 tandis que chacune des encoches ménagées sur le boitier 7 est réalisée par usinage de son contour intérieur. Avantageusement, un tel conduit est apte à être intégralement traversé par une vis de serrage 19 qui lie la paroi 4 au boitier 7. Le diamètre des conduits est calibré de telle sorte que le fluide réfrigérant est apte à circuler dans le conduit contenant la vis de serrage. Un tel calibrage permet en outre de contrôler la perte de charge résultante de l'écoulement du fluide 30 réfrigérant. Les conduits de l'invention peuvent également comprendre au moins un dispositif d'étanchéité dont la fonction est d'obturer un conduit longitudinal. A cet effet, un tel dispositif d'étanchéité est soit obtenue par usinage du stator et du boitier ou soit obtenu par l'ajout d'une pièce dédiée, telle qu'une bague d'étanchéité rapportée en force dans le conduit, et au travers de laquelle la vis de serrage s'étend.The guide means of the invention may also allow a circulation of the refrigerant at the periphery of the electric motor, in order to cool the latter. The peripheral surface of the electric motor is here one of the predetermined zones towards which the means for guiding the fluid directs the refrigerant fluid. As illustrated in FIG. 4, the guiding means of the driving device comprises, for example, longitudinal ducts 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f. These longitudinal ducts extend between the housing and the electric motor, on either side of the electric motor and are intended to be traversed by the refrigerant fluid from the second longitudinal side of the electric motor to the first longitudinal side of the electric motor. . These ducts thus make it possible to select zones of the periphery of the electric motor that it is desired to cool. In a preferred embodiment, each duct is formed by two contiguous notches formed at the periphery of the stator of the electric motor and the housing. Each notch is substantially arcuate section so that once the electric motor 2 disposed in the housing, the longitudinal duct is substantially circular section. Each notch provided on the electric motor 2 is preferably made in the stack of stator laminations, particularly in the extension of a tooth 38, while each of the notches formed on the housing 7 is made by machining its inner contour. Advantageously, such a duct is capable of being traversed integrally by a clamping screw 19 which links the wall 4 to the casing 7. The diameter of the ducts is calibrated so that the refrigerant fluid is able to circulate in the duct containing the screw Tightening. Such calibration also makes it possible to control the pressure drop resulting from the flow of the coolant. The ducts of the invention may also comprise at least one sealing device whose function is to seal a longitudinal duct. For this purpose, such a sealing device is either obtained by machining the stator and the housing or is obtained by the addition of a dedicated part, such as a sealing ring reported in force in the conduit, and through which the clamping screw extends.
Selon le mode de réalisation de la figure 4, trois des six conduits longitudinaux sont passant, à savoir les conduits longitudinaux 18c, 18d et 18e les plus éloignés de l'ouverture 8 pratiquée sur le boitier 7, par laquelle le fluide réfrigérant entre dans le dispositif d'entrainement. Les autres conduits 18a, 18b et 18f sont quant à eux fermés par le biais d'un dispositif d'étanchéité 28a, 28b, 28f. On choisit ainsi de refroidir une ou plusieurs zones périphériques du moteur électrique les plus éloignées de celle située en vis-à-vis de l'ouverture et donc déjà refroidie par le fluide réfrigérant. Avec un tel moyen de guidage du fluide réfrigérant au sein du dispositif d'entraînement 6, le fluide réfrigérant est orienté vers des parties prédéfinies du dispositif d'entrainement, voire du compresseur comportant un tel dispositif d'entrainement. Cela tend à améliorer le refroidissement des éléments générateur de chaleur, à savoir le moteur électrique lui-même et/ou les éléments de puissance du dispositif de commande 1 du moteur électrique 2.According to the embodiment of Figure 4, three of the six longitudinal ducts are passing, namely the longitudinal ducts 18c, 18d and 18e farthest from the opening 8 made on the housing 7, through which the refrigerant enters the training device. The other conduits 18a, 18b and 18f are closed by means of a sealing device 28a, 28b, 28f. One chooses to cool one or more peripheral zones of the electric motor farthest from that located opposite the opening and thus already cooled by the refrigerant. With such a means of guiding the refrigerant fluid within the drive device 6, the refrigerant fluid is directed towards predefined parts of the drive device, or even the compressor comprising such a drive device. This tends to improve the cooling of the heat generating elements, namely the electric motor itself and / or the power elements of the control device 1 of the electric motor 2.
Le moyen de guidage de l'invention apporte ainsi une solution à l'optimisation du refroidissement sans dégrader le rendement global du compresseur.25The guide means of the invention thus provides a solution to the optimization of the cooling without degrading the overall efficiency of the compressor.
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