FR3044711B1 - ELECTRIC COMPRESSOR WITH COOLING CIRCUIT - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un compresseur électrique (1) comprenant au moins une roue (3) de compresseur entrainée par un moteur électrique (5) commandé par un ensemble électronique (9), et comportant un circuit (10) de refroidissement avec une entrée de fluide de refroidissement et une sortie de fluide de refroidissement, caractérisé en ce que l'entrée (101) de fluide de refroidissement et la sortie (102) de fluide de refroidissement sont formés en une seule pièce (100).The present invention relates to an electric compressor (1) comprising at least one compressor wheel (3) driven by an electric motor (5) controlled by an electronic assembly (9), and comprising a cooling circuit (10) with an input of cooling fluid and a coolant outlet, characterized in that the coolant inlet (101) and the coolant outlet (102) are integrally formed (100).
Description
COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC CIRCUIT DE REFROIDISSEMENTELECTRIC COMPRESSOR WITH COOLING CIRCUIT
La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation pour véhicule automobile avec un circuit de refroidissement.The present invention relates to the field of electric compressors, and more particularly to an electric supercharger for a motor vehicle with a cooling circuit.
Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique entraînant une roue de compresseur et comportant un ensemble électronique.In the context of the invention, an electric compressor is a device used to supercharge a heat engine, operating with an electric motor driving a compressor wheel and having an electronic assembly.
Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, en complément par exemple d'un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur.The electric compressor is placed on the air intake line of an internal combustion engine, in addition for example a turbocharger. The electric compressor plays the same role as the turbocharger, namely increase the intake pressure of the fresh gases in the engine, but is used in particular during transient phases to overcome turbocharger response time problems.
Dans de tels dispositifs, il est nécessaire de refroidir le moteur électronique ainsi que l'ensemble électronique.In such devices, it is necessary to cool the electronic motor as well as the electronic assembly.
Un des inconvénients des dispositifs actuels, provient du fait que l'entrée et la sortie du liquide de refroidissement sont formées dans des pièces indépendantes ce qui augmente l'encombrement du dispositif et complique sa fabrication et son montage.One of the drawbacks of the current devices stems from the fact that the inlet and the outlet of the cooling liquid are formed in independent parts, which increases the size of the device and complicates its manufacture and assembly.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un compresseur électrique dont les pièces d'entrée et de sortie du circuit de refroidissement sont améliorées, permettant ainsi d'optimiser au moins l'encombrement du compresseur.The present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the devices of the prior art by proposing an electric compressor whose input and output parts of the cooling circuit are improved, thereby optimizing at least l compressor congestion.
Pour cela, la présente invention propose un compresseur électrique comprenant au moins une roue de compresseur entraînée par un moteur électrique commandé par un ensemble électronique, et comportant un circuit de refroidissement avec une entrée de fluide de refroidissement et une sortie de fluide de refroidissement, caractérisé en ce que l'entrée de fluide de refroidissement et la sortie de fluide de refroidissement sont formés en une seule pièce.For this, the present invention proposes an electric compressor comprising at least one compressor wheel driven by an electric motor controlled by an electronic assembly, and comprising a cooling circuit with a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet, characterized in that the cooling fluid inlet and the cooling fluid outlet are formed in one piece.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce d'entrée-sortie est indépendante du reste du circuit de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the input-output part is independent of the rest of the cooling circuit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce d'entré-sortie est formée d'une seule pièce avec le circuit de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the input-output piece is formed in one piece with the cooling circuit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce d'entrée-sortie comporte un élément de séparation qui permet de séparer l'entrée du fluide de la sortie du fluide.According to one embodiment of the invention, the input-output part comprises a separating element that separates the fluid inlet from the outlet of the fluid.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement est en au moins en une partie.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit is in at least a part.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement est au moins en deux parties.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit is at least in two parts.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement est disposé autour du moteur électrique.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit is arranged around the electric motor.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement est parcouru par un fluide qui peut être un gaz ou un liquide.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit is traversed by a fluid which may be a gas or a liquid.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimant permanent. L'invention concerne également l'utilisation du compresseur électrique selon l'invention dans un moteur à combustion interne ou à pile à combustible. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - La figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un compresseur selon l'invention, - La figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe de la pièce entrée sortie du circuit de refroidissement du compresseur selon l'invention.According to one embodiment of the invention, the electric motor is a permanent magnet motor. The invention also relates to the use of the electric compressor according to the invention in an internal combustion engine or fuel cell. Other aims, features and advantages of the invention will be better understood and will appear more clearly on reading the description given hereinafter with reference to the appended figures given by way of example and in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation of a sectional view of a compressor according to the invention; FIG. 2 is a diagrammatic representation of a sectional view of the input-output part of the compressor cooling circuit according to the invention; .
La présente invention concerne un compresseur électrique 1.The present invention relates to an electric compressor 1.
Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique 1, un compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type.In the context of the invention, the term electric compressor 1, an air compressor, volumetric or not and for example centrifugal or radial, driven by an electric motor, for the purpose of supercharging a heat engine. According to one embodiment of the invention, the electric motor is an asynchronous DC or AC motor, or any type of electric motor of the same type.
Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à réluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Réluctance Motor selon la terminologie anglaise).More specifically, according to one embodiment of the invention, the electric motor is a variable reluctance motor (also called SRM machine for Switched Reluctance Motor according to English terminology).
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent.According to another embodiment of the invention, the motor is a permanent magnet motor.
La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 électrique. Le compresseur électrique 1 comprend au moins un moteur électrique 5, et une roue 3 de compresseur. Le moteur électrique 5 est disposé dans un logement 4 ou enveloppe 4 moteur. Le moteur électrique 5 comporte au moins un rotor et un stator. Le moteur électrique 5 permet la mise en rotation d'un arbre 6 du compresseur électrique via des roulements 7. L'arbre 6 entraîne ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 6 est entraînée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 6 entraîne en rotation la roue 3 du compresseur.Figure 1 illustrates an example of an electric compressor 1. The electric compressor 1 comprises at least one electric motor 5, and a compressor wheel 3. The electric motor 5 is disposed in a housing 4 or envelope 4 engine. The electric motor 5 comprises at least one rotor and a stator. The electric motor 5 allows the rotation of a shaft 6 of the electric compressor via bearings 7. The shaft 6 thus rotates the wheel 3 of the compressor 1. More precisely one end of the shaft 6 is rotated. by the electric motor, and another end of the shaft 6 rotates the wheel 3 of the compressor.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble électronique 9 permettant de commander le compresseur 1 électrique. Dans le cadre de l'invention, on entend par ensemble électronique 9, l'électronique de puissance et/ou de contrôle. Plus précisément l'ensemble électronique est composé de la carte de contrôle électronique 91, du module de puissance 92, d'au moins une capacité de filtrage 93, d'au moins une inductance 94, visibles sur la figure 1.According to one embodiment of the invention, the compressor 1 comprises an electronic assembly 9 for controlling the electric compressor 1. In the context of the invention, the term "electronic assembly 9" refers to the power and / or control electronics. More precisely, the electronic assembly is composed of the electronic control card 91, the power module 92, at least one filtering capacitor 93, of at least one inductor 94, visible in FIG.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble électronique 9 est composé de la carte de contrôle électronique 91, du module de puissance 92, d'au moins deux capacités de filtrage 93, d'au moins deux inductances 94.According to one embodiment of the invention, the electronic assembly 9 is composed of the electronic control card 91, the power module 92, at least two filtering capacitors 93, of at least two inductances 94.
Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble électronique est disposée parallèlement à l'arrière 902 de la roue 3, et perpendiculairement à l'arbre 6. Selon ce mode de réalisation de l'invention, la carte de contrôle électronique 91 et/ou le module de puissance 92 est disposé parallèlement à l'arrière de la roue 3.According to one embodiment of the invention, at least a part of the electronic assembly is disposed parallel to the rear 902 of the wheel 3, and perpendicular to the shaft 6. According to this embodiment of the invention, the electronic control card 91 and / or the power module 92 is arranged parallel to the rear of the wheel 3.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble électronique 9 est disposée perpendiculairement à l'arrière de la roue 3. Plus précisément, au moins une partie de l'ensemble électronique est disposée parallèlement à l'arbre 7, le long du moteur électrique. Selon ce mode de réalisation de l'invention, la carte de contrôle électronique 91 et/ou le module de puissance 92 est disposé perpendiculairement à la roue 3.According to another embodiment of the invention, at least a portion of the electronic assembly 9 is disposed perpendicularly to the rear of the wheel 3. More specifically, at least a portion of the electronic assembly is arranged parallel to the 7, along the electric motor. According to this embodiment of the invention, the electronic control card 91 and / or the power module 92 is arranged perpendicular to the wheel 3.
Selon un mode de réalisation, de l'invention, l'ensemble électronique 9 est disposé autour du moteur électrique, co-axialement par rapport à l'arbre 6 du compresseur.According to one embodiment of the invention, the electronic assembly 9 is arranged around the electric motor, coaxially with respect to the shaft 6 of the compressor.
Dans le cadre de l'invention le compresseur électrique 1 comporte également un circuit 10 de refroidissement.In the context of the invention, the electric compressor 1 also comprises a cooling circuit 10.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement 10 est disposé autour du moteur électrique 5.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 10 is arranged around the electric motor 5.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement 10 est disposé au niveau de la face 901 avant de l'ensemble électronique 9.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 10 is disposed at the front face 901 of the electronic assembly 9.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement 10 est disposé au niveau de la face arrière 902 de l'ensemble électronique 9.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 10 is disposed at the rear face 902 of the electronic assembly 9.
Dans le cadre de l'invention, la face avant et la face arrière sont définies par rapport à la position de la roue et l'arbre. Plus précisément, on entend par face avant 901 de l'ensemble électronique 9 la partie située à l'opposée de la roue 3 par rapport à l'axe X longitudinal de l'arbre 6, et par face arrière 902 de l'ensemble électronique 9 la partie située à du coté de la roue 3 par rapport à l'axe X longitudinal de l'arbre 6.In the context of the invention, the front face and the rear face are defined with respect to the position of the wheel and the shaft. More specifically, the front face 901 of the electronic assembly 9 is understood to be the part situated opposite the wheel 3 with respect to the longitudinal axis X of the shaft 6, and by the rear face 902 of the electronic assembly. 9 the part located on the side of the wheel 3 with respect to the longitudinal axis X of the shaft 6.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit 10 de refroidissement est au moins en une partie.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 10 is at least in part.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit 10 de refroidissement est au moins en deux parties.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 10 is at least in two parts.
Le circuit 10 de refroidissement est parcouru par un fluide qui peut être un gaz ou un liquide.The cooling circuit 10 is traversed by a fluid which may be a gas or a liquid.
Quelque soit la configuration du circuit 10 de refroidissement, ce dernier comporte une entrée 101 du fluide refroidissement et une sortie 102 du fluide de refroidissement, illustrées figures 2.Whatever the configuration of the cooling circuit 10, the latter comprises an inlet 101 of the cooling fluid and an outlet 102 of the cooling fluid, illustrated in FIG.
Dans le cadre de l'invention cette entrée 101 et cette sortie 102 sont formés en une seule pièce 100.In the context of the invention, this inlet 101 and this outlet 102 are formed in one piece 100.
Selon un mode de réalisation de l'invention, cette pièce 100 d'entrée-sortie est indépendante du reste du circuit 10 de refroidissement. Dans ce cas, elle est alors fixée par tous moyens possibles au reste du circuit 10 de refroidissement.According to one embodiment of the invention, this input-output piece 100 is independent of the rest of the cooling circuit. In this case, it is then fixed by any possible means to the rest of the cooling circuit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, cette pièce 100 d'entrée-sortie est formée d'une seule pièce avec le circuit 10 de refroidissement.According to one embodiment of the invention, this input-output piece 100 is formed in one piece with the cooling circuit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce 100 d'entrée-sortie comporte un élément de séparation 30 qui permet de séparer l'entrée du fluide de la sortie du fluide.According to one embodiment of the invention, the input-output piece 100 comprises a separating element 30 which makes it possible to separate the fluid inlet from the outlet of the fluid.
Cet élément 30 de séparation est disposé dans le conduit 20 du circuit de refroidissement, perpendiculairement aux parois du conduit 20 de façon à pouvoir le fermer en partie. Cet élément 30 est disposé entre l'entrée 101 et la sortie 102 du fluide de refroidissement.This separating element 30 is disposed in the duct 20 of the cooling circuit, perpendicular to the walls of the duct 20 so as to be able to partially close it. This element 30 is disposed between the inlet 101 and the outlet 102 of the cooling fluid.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément 30 obture en partie le conduit 20 du circuit de refroidissement 10.According to one embodiment of the invention, the element 30 partially closes the conduit 20 of the cooling circuit 10.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément 30 obture totalement le conduit 20 du circuit de refroidissement 10. Cela permet de séparer totalement le fluide qui entre 21 dans le circuit, du fluide qui ressort 22 du circuit.According to one embodiment of the invention, the element 30 completely closes the duct 20 of the cooling circuit 10. This makes it possible to completely separate the fluid that enters the circuit from the fluid that comes out of the circuit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de manière classique une volute 12 permettant le passage de l'air du compresseur 1. La roue 3 du compresseur est disposée dans la volute 12.According to one embodiment of the invention, the compressor 1 conventionally comprises a volute 12 allowing the passage of air from the compressor 1. The wheel 3 of the compressor is disposed in the volute 12.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue du compresseur 1 est une roue à aubes.According to one embodiment of the invention, the wheel of the compressor 1 is a paddle wheel.
Un compresseur selon l'invention est utilisé dans un moteur à combustion, et par exemple un moteur à combustion interne ou à pile à combustible.A compressor according to the invention is used in a combustion engine, and for example an internal combustion engine or fuel cell.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.The scope of the present invention is not limited to the details given above and allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, and may be modified without departing from the scope defined by the claims.
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