FR3122293A1 - Machine motrice électrique à carter partagé pour un gmp au moins partiellement électrique - Google Patents
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Abstract
Une machine motrice électrique (MME) fait partie d’un groupe motopropulseur équipant un système et comprenant un réducteur (RD) et un onduleur (ON) couplé à un câble d’alimentation électrique (CA) via un connecteur (CN) solidarisé à une embase (EC). Cette machine motrice électrique (MME) comprend un carter (CM) comportant une première partie (P1) définissant un premier sous-carter logeant une partie (EPO) de l’onduleur (ON) et une seconde partie (P2) définissant un second sous-carter logeant une partie du réducteur (RD) et comportant une sous-partie latérale (SPL) à laquelle est solidarisée fixement l’embase (EC). Fig. 1
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les groupes motopropulseurs (ou GMPs) au moins partiellement électrique et destinés à équiper des systèmes, et plus précisément les machines motrices électriques destinées à faire partie de tels groupes motopropulseurs.
Etat de la technique
Comme le sait l’homme de l’art, certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement automobiles), comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP), au moins partiellement électrique (c’est-à-dire tout électrique ou hybride (thermique/électrique)).
Certains de ces GMPs comprennent une machine motrice électrique couplée à un onduleur et un réducteur. Le réducteur est plus précisément couplé à un axe entraîné en rotation par la machine motrice électrique lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique. Ce réducteur est logé à l’intérieur de deux demi-carters qui sont solidarisés fixement entre eux, et l’un de ces demi-carters est solidarisé fixement à la machine motrice électrique en ayant une partie dans l’axe de cette dernière et une partie placée parallèlement à cette machine motrice électrique.
L’onduleur est couplé, via un connecteur solidarisé à une embase, à un câble d’alimentation électrique qui est également couplé à une batterie (généralement rechargeable). Cet onduleur est chargé de transformer le courant continu venant de la batterie afin d’alimenter les trois phases de la machine motrice électrique.
Généralement, l’onduleur est installé au-dessus de la machine motrice électrique et comprend un ensemble de composants électroniques de puissance qui est logé dans un logement défini par un carter inférieur et un carter supérieur (ou couvercle). Le carter inférieur peut éventuellement faire partie du corps principal de la machine motrice électrique. La plus grande partie de l’ensemble de composants électroniques de puissance est habituellement logée dans la partie du logement qui est définie par le carter supérieur. Pour une raison de commodité, liée à la conception de l’onduleur, l’embase du connecteur est généralement solidarisée fixement sur le carter supérieur et donc le connecteur se retrouve installé parallèlement aux carters supérieur et inférieur.
Dans certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (généralement automobiles), le GMP est installé transversalement dans le compartiment moteur en étant suspendu à une traverse métallique par l’un des deux demi-carters du réducteur et par la machine motrice électrique. L’embase et le connecteur associé se retrouvent donc situés à proximité immédiate de cette traverse métallique et d’un tablier métallique. Par conséquent, en cas de choc important subi par la partie avant du véhicule, l’embase et/ou le connecteur associé peu(ven)t se retrouver au contact de la traverse métallique ou du tablier métallique, ce qui peut provoquer un échauffement « aggravé » dans le véhicule ou une électrocution d’un passager du véhicule ou d’une personne intervenant sur ce dernier.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet une machine motrice électrique destinée à faire partie d’un groupe motopropulseur destiné à équiper un système et comprenant un réducteur et un onduleur couplé à un câble d’alimentation électrique via un connecteur solidarisé à une embase.
Cette machine motrice électrique se caractérise par le fait qu’elle comprend un carter (principal) comportant une première partie définissant un premier sous-carter destiné à loger une partie de l’onduleur et une seconde partie, définissant un second sous-carter destiné à loger une partie du réducteur et comportant une sous-partie latérale à laquelle est solidarisée fixement l’embase.
Grâce à ce partage du carter principal entre l’onduleur et le réducteur RD, l’embase peut être installée sur sa sous-partie latérale, à côté de la machine motrice électrique et en dessous du niveau supérieur de l’onduleur, si bien que le risque de contact de l’embase et/ou du connecteur avec la traverse métallique supportant le groupe motopropulseur ou avec le tablier métallique voisin est très faible, en cas de choc important subi par la partie avant du véhicule.
La machine motrice électrique selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- l’embase peut comprendre une partie externe installée sur une face externe de la sous-partie latérale du carter et à laquelle est destiné à être solidarisé fixement le connecteur, et une partie interne installée sur une face interne de la sous-partie latérale du carter, orientée vers le réducteur et solidarisée fixement à la partie externe ;
- en présence de la première option, elle peut comprendre, d’une part, deux premiers conducteurs électriques rigides monobrins (ou busbars) solidarisés fixement à la partie interne de l’embase, et, d’autre part, deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins (ou busbars) installés dans la première partie du carter et comportant des premières extrémités traversant cette première partie du carter et couplées respectivement aux premiers conducteurs électriques rigides monobrins, et des secondes extrémités destinées à être solidarisées à la partie de l’onduleur ;
- la sous-partie latérale du carter peut comprendre une face externe, opposée au réducteur et à laquelle est solidarisée fixement une agrafe destinée à fixer une partie du câble d’alimentation électrique ;
- la sous-partie latérale du carter peut comprendre une face externe, opposée au réducteur et à laquelle est solidarisée fixement une paroi destinée à supporter le connecteur.
L’invention propose également un groupe motopropulseur propre à équiper un système et comprenant un réducteur, un onduleur couplé à un câble d’alimentation électrique via un connecteur, et une machine motrice électrique du type de celle présentée ci-avant et à laquelle sont couplés les réducteur et onduleur.
Par exemple, ce groupe motopropulseur peut comprendre un carter additionnel solidarisé fixement à la première partie du carter de la machine motrice électrique et définissant avec cette première partie un logement logeant l’onduleur.
Egalement par exemple, la partie de l’onduleur qui est logée dans la première partie du carter de la machine motrice électrique peut être un ensemble de composants électroniques définissant une électronique de puissance.
L’invention propose également un système comprenant un groupe motopropulseur du type de celui présenté ci-avant.
Par exemple, ce système peut constituer un véhicule, éventuellement de type automobile.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels :
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer une machine motrice électrique MME destinée à faire partie d’un groupe motopropulseur (ou GMP) GM au moins partiellement électrique, lui-même destiné à équiper un système, et permettant de réduire le risque de contact électrique du connecteur CN et/ou de l’embase EC avec une pièce métallique en cas de choc.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système est un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de système comprenant un GMP au moins partiellement électrique. Ainsi, elle concerne, par exemple, les véhicules terrestres (voitures, véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, et engins à chenille(s)), les bateaux et les aéronefs.
On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 (avant et après assemblage des constituants principaux) un exemple de groupe motopropulseur (ou GMP) GM purement électrique et comprenant un exemple de réalisation d’une machine motrice électrique MME selon l’invention. Ce groupe motopropulseur GM est ici destiné à être installé fixement et transversalement dans un compartiment moteur d’un véhicule (ou système), en étant suspendu à une traverse métallique.
Comme illustré, le groupe motopropulseur GM comprend au moins une machine motrice électrique MME, un réducteur RD, un onduleur ON, et un câble d’alimentation électrique CA ayant une extrémité connectée à un connecteur CN.
La machine motrice électrique MME, selon l’invention, comprend au moins un carter CM, ci-après appelé principal, une embase EC, et une partie électrique (ou moteur électrique) PM.
Le réducteur RD est couplé à un axe qui est entraîné en rotation par la machine motrice électrique MME lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique.
L’onduleur ON est couplé, via le connecteur CN solidarisé à l’embase EC de la machine motrice électrique MME, à un câble d’alimentation électrique CA qui est destiné à être couplé à une batterie (ici du véhicule), par exemple rechargeable. Cet onduleur ON est chargé de transformer le courant continu venant de la batterie afin d’alimenter les trois phases de la machine motrice électrique. Il comprend à cet effet un ensemble EPO de composants électroniques définissant une électronique de puissance.
Le carter principal CM (de la machine motrice électrique MME) comporte des première P1 et seconde P2 parties qui se prolongent mutuellement. La première partie P1 définit un premier sous-carter SC1 qui est destiné à loger une partie de l’onduleur ON (ici son ensemble EPO de composants électroniques définissant l’électronique de puissance). La première partie P1 définit donc un logement LE logeant cette partie EPO. La seconde partie P2 du carter principal CM définit un second sous-carter SC2 qui est destiné à loger une partie du réducteur RD et qui comporte une sous-partie latérale SPL à laquelle est solidarisée fixement l’embase EC.
Le carter principal CM étant désormais commun à l’onduleur ON et au réducteur RD, il est possible d’installer l’embase EC sur sa sous-partie latérale SPL, située à côté de la partie électrique PE de la machine motrice électrique MME et en dessous du niveau supérieur de l’onduleur ON. Par conséquent, l’embase EC et le connecteur CA associé sont déportés par rapport à la partie supérieure de l’onduleur ON rendant ainsi très peu probable un contact de l’embase EC et/ou du connecteur CA avec la traverse métallique supportant le groupe motopropulseur GM ou avec le tablier métallique voisin, en cas de choc important subi par la partie avant du véhicule.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , l’embase EC peut comprendre une partie externe PEE et une partie interne PIE solidarisées fixement l’une à l’autre, par exemple par vissage. La partie externe PEE est installée sur la face externe FE de la sous-partie latérale SPL du carter CM, opposée au réducteur RD. Le connecteur CN est destiné à être solidarisé fixement à cette partie externe PEE de l’embase EC. La partie interne PIE de l’embase EC est installée sur une face interne de la sous-partie latérale SPL du carter CM, orientée vers le réducteur RD et donc opposée à la face externe FE.
Comme illustré sur les figures 1 et 3, la sous-partie latérale SPL comprend au moins un trou traversant TE pour la traversée de sous-parties de l’une au moins des parties externe PEE et interne PIE de l’embase EC en vue de leur couplage et de leur solidarisation.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les et 4, la machine motrice électrique MME peut aussi comprendre deux premiers conducteurs électriques rigides monobrins (ou busbars) CE1 et deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins (ou busbars) CE2 couplés entre eux. Les deux premiers conducteurs électriques rigides monobrins CE1 sont solidarisés fixement à la partie interne PIE de l’embase EC. Les deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins CE2 sont installés dans la première partie P1 du carter CM et comportent des premières E1 et secondes E2 extrémités opposées. Les premières extrémités E1 traversent la première partie P1 du carter CM au niveau de trous traversants TB et sont couplées respectivement aux premiers conducteurs électriques rigides monobrins CE1. Les secondes extrémités E2 sont destinées à être solidarisées à la partie EPO de l’onduleur ON.
On comprendra que ces premiers CE1 et seconds CE2 conducteurs électriques rigides monobrins permettent de coupler la partie interne PIE de l’embase EC (et donc le connecteur CN) à la partie EPO de l’onduleur ON, afin de permettre l’alimentation de ce dernier (ON) en courant issu de la batterie.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la face externe FE de la sous-partie latérale SPL du carter CM peut comprendre une agrafe AC destinée à fixer une partie du câble d’alimentation électrique CA située à proximité du connecteur CN. Cette agrafe AC est solidarisée fixement à cette face externe FE au niveau d’au moins un trou traversant TA défini dans la sous-partie latérale SPL. Par exemple, l’agrafe AC peut être clippée dans au moins un trou traversant TA. Egalement par exemple, chaque trou traversant TA peut être défini dans une extension dédiée ED de la sous-partie latérale SPL. Cela permet d’améliorer encore plus l’immobilisation du connecteur CN par rapport à la sous-partie latérale SPL.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la face externe FE de la sous-partie latérale SPL du carter CM peut comprendre une paroi PS destinée à supporter le connecteur CN. Cette paroi PS est solidarisée fixement à la face externe FE, par exemple sensiblement à 90°. Elle peut faire partie intégrante de la sous-partie latérale SPL ou bien être rapportée sur la face externe FE. Cette paroi PS permet d’améliorer encore plus l’immobilisation du connecteur CN par rapport à la sous-partie latérale SPL.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les et 2, le groupe motopropulseur GM comprend préférentiellement un premier carter additionnel CRA solidarisé fixement à la première partie P1 du carter principal CM et définissant avec cette dernière (P1) un logement logeant l’onduleur ON.
Bien que cela n’apparaisse pas sur les figures 1 et 2, le groupe motopropulseur GM peut aussi comprendre un second carter additionnel destiné à être solidarisé fixement à la seconde partie P2 du carter principal CM (y compris sa sous-partie latérale SPL) et définissant avec cette seconde partie P2 un logement logeant le réducteur RD.
L’assemblage du groupe motopropulseur GM peut se faire, par exemple, comme indiqué ci-après.
On solidarise fixement le carter principal CP à la partie électrique PE de la machine motrice électrique MME, s’il ne fait pas partie intégrante du corps de cette partie électrique PE.
Puis, on insère la partie interne PIE de l’embase EC dans les trous traversants TE de la sous-partie latérale SPL de la seconde partie P2 du carter principal CP, via la face interne de la sous-partie latérale SPL. Puis, on insère la partie externe PEE de l’embase EC dans la partie interne PIE, via la face externe FE de la sous-partie latérale SPL, afin de les coupler entre elles. Puis, on solidarise fixement, entre elles et à la sous-partie latérale SPL, les parties interne PIE et externe PEE à l’aide d’une vis. A ce stade, on peut également solidariser l’agrafe AC sur la face externe FE de la sous-partie latérale SPL.
Ensuite, on couple et solidarise entre eux les deux premiers conducteurs électriques rigides monobrins CE1 et la partie interne PIE de l’embase EC, puis on installe les deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins CE2 dans le logement LE de la première partie P1 du carter principal CP en faisant traverser leurs premières extrémités E1 par les trous traversants TB. On notera que les secondes extrémités E2 des deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins CE2 peuvent être éventuellement déjà couplées à la partie EPO de l’onduleur ON, et dans ce cas, on place dans le logement LE cette partie EPO avec les deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins CE2. Ensuite, on couple les premières extrémités E1 des deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins CE2 respectivement aux deux premiers conducteurs électriques rigides monobrins CE1, par exemple à l’aide de vis. La machine motrice électrique MME est alors entièrement assemblée.
Ensuite, on peut solidariser fixement le premier carter additionnel (ou couvercle d’onduleur ON) CRA à la première partie P1 du carter principal CP à l’aide de vis. Puis, on peut coupler le réducteur RD à la seconde partie P2 du carter principal CP. Puis, on peut solidariser fixement le second carter additionnel à la seconde partie P2 du carter principal CP, à l’aide de vis, afin d’enfermer le réducteur RD.
Ensuite, on peut solidariser fixement le connecteur CN (placé à l’une des extrémités du câble d’alimentation CA) à la partie externe PEE de l’embase EC, par exemple à l’aide d’au moins une vis. Enfin, on peut solidariser le câble d’alimentation CA à la face externe FE de la sous-partie latérale SPL au moyen de l’agrafe AC. On dispose alors d’un groupe motopropulseur GM assemblé.
Claims (10)
- Machine motrice électrique (MME) pour un groupe motopropulseur destiné à équiper un système et comprenant un réducteur (RD) et un onduleur (ON) couplé à un câble d’alimentation électrique (CA) via un connecteur (CN) solidarisé à une embase (EC), caractérisée en ce qu’elle comprend un carter (CM) comportant une première partie (P1) définissant un premier sous-carter (SC1) destiné à loger une partie (EPO) dudit onduleur (ON) et une seconde partie (P2) définissant un second sous-carter (SC2) destiné à loger une partie dudit réducteur (RD) et comportant une sous-partie latérale (SPL) à laquelle est solidarisée fixement ladite embase (EC).
- Machine motrice électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite embase (EC) comprend une partie externe (PEE) installée sur une face externe (FE) de ladite sous-partie latérale (SPL) du carter (CM) et à laquelle est destiné à être solidarisé fixement ledit connecteur (CN), et une partie interne (PIE) installée sur une face interne de ladite sous-partie latérale (SPL) du carter (CM), orientée vers ledit réducteur (RD) et solidarisée fixement à ladite partie externe (PEE).
- Machine motrice électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce qu’elle comprend i) deux premiers conducteurs électriques rigides monobrins (CE1) solidarisés fixement à ladite partie interne (PIE) de l’embase (EC), et ii) deux seconds conducteurs électriques rigides monobrins (CE2) installés dans ladite première partie (P1) du carter (CM) et comportant des premières extrémités (E1) traversant ladite première partie (P1) du carter (CM) et couplées respectivement auxdits premiers conducteurs électriques rigides monobrins (CE1), et des secondes extrémités (E2) destinées à être solidarisées à ladite partie (EPO) de l’onduleur (ON).
- Machine motrice électrique selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite sous-partie latérale (SPL) du carter (CM) comprend une face externe (FE), opposée audit réducteur (RD) et à laquelle est solidarisée fixement une agrafe (AC) destinée à fixer une partie dudit câble d’alimentation électrique (CA).
- Machine motrice électrique selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite sous-partie latérale (SPL) du carter (CM) comprend une face externe (FE), opposée audit réducteur (RD) et à laquelle est solidarisée fixement une paroi (PS) destinée à supporter ledit connecteur (CN).
- Groupe motopropulseur (GM) propre à équiper un système et comprenant un réducteur (RD) et un onduleur (ON) couplé à un câble d’alimentation électrique (CA) via un connecteur (CN), caractérisé en ce qu’il comprend en outre une machine motrice électrique (MME) selon l’une des revendications précédentes, à laquelle sont couplés lesdits réducteur (RD) et onduleur (ON).
- Groupe motopropulseur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend un carter additionnel (CRA) solidarisé fixement à ladite première partie (P1) du carter (CM) et définissant avec cette dernière (P1) un logement logeant ledit onduleur (ON).
- Groupe motopropulseur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite partie (EPO) de l’onduleur (ON) logée dans ladite première partie (P1) du carter (CM) est un ensemble de composants électroniques définissant une électronique de puissance.
- Système, caractérisé en ce qu’il comprend un groupe motopropulseur (GM) selon l’une des revendications 6 à 8.
- Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il constitue un véhicule.
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