FR3126349A1 - Module de propulsion pour un véhicule - Google Patents

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Herve MAHE
Roel Verhoog
Stephan Magne
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
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Abstract

L’invention concerne un module de propulsion (1) pour un véhicule comportant :- un carter moteur (5) et un carter de transmission (6) ;- le carter moteur (5) rejoignant une paroi de fond (37) d’une première coque (18) du carter moteur (5) et comportant une partie cylindrique (12) faisant saillie depuis ladite paroi de fond (37) ; - le module de propulsion (1) comportant un premier et un deuxième éléments de rigidification (39, 40 ; 41 ; 44, 45 ; 49 ; 53). Figure à publier : 3

Description

Module de propulsion pour un véhicule
L’invention se rapporte au domaine des véhicules et concerne plus particulièrement un module de propulsion pour un véhicule électrique ou hybride.
Arrière-plan technologique
Dans l’état de la technique, il est connu des modules de propulsion pour des véhicules hybrides ou hybrides qui comportent un moteur électrique, un dispositif de réduction recevant le couple fourni par le rotor du moteur électrique et un dispositif différentiel qui permet de distribuer le couple du dispositif de réduction vers deux arbres de roue d’un essieu du véhicule en autorisant les deux arbres de roue à tourner à des vitesses différentes. Le dispositif de réduction comporte un arbre d’entrée qui est coaxial à l’arbre de rotor du moteur électrique et accouplé en rotation à celui-ci ainsi qu’un arbre d’intermédiaire qui est, d’une part, en prise avec l’arbre d’entrée par l’intermédiaire d’un jeu d’engrenages et, d’autre part, en prise avec un dispositif différentiel via un autre jeu d’engrenages. Le dispositif différentiel comporte deux moyeux de sortie cannelés qui sont respectivement destinés à être solidarisés à l’un et l’autre des deux axes de roue de l’essieu du véhicule. Le moteur électrique est logé dans un carter moteur tandis que le dispositif de réduction et le dispositif différentiel sont logés dans un carter de transmission. Le carter de transmission comporte deux coques qui sont fixées l’une à l’autre. Le carter moteur est disposé concentriquement autour de l’axe du rotor et fait saillie depuis une paroi de fond de l’une des deux coques. Du fait de cette configuration, le carter moteur peut se trouver en porte-à-faux et/ou se déformer par rapport au carter de transmission, ce qui est susceptible d’entraîner des défauts d’alignement et de parallélisme entre les arbres précités, et notamment des défauts de parallélisme entre l’arbre d’entrée et l’arbre intermédiaire du dispositif de réduction. Or, les inventeurs ont constaté que de tels défauts d’alignement et de parallélisme génèrent des bruits et vibrations indésirables dans les jeux d’engrenages du dispositif de réduction et notamment dans le jeu d’engrenages assurant la transmission du couple entre l’arbre d’entrée et l’arbre intermédiaire du dispositif de réduction.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est donc de proposer un module de propulsion du type précité dans lequel les bruits et vibrations indésirables sont limités.
Pour ce faire, selon un premier aspect, l’invention fournit un module de propulsion pour un véhicule comportant :
- un carter moteur présentant un logement moteur destiné à loger un moteur électrique et un carter de transmission destiné à recevoir un dispositif de réduction et un dispositif différentiel, le carter moteur et le carter de transmission étant reliés l’un à l’autre ;
- le carter moteur présentant un premier logement cylindrique d’axe X qui est destiné à recevoir un premier palier de guidage d’un arbre de rotor du moteur électrique ; le logement moteur étant positionné axialement entre le premier logement cylindrique et le carter de transmission ;
- le carter de transmission comportant une première et une deuxième ouvertures alignées l’une avec l’autre selon un axe Z parallèle à l’axe X, la première et la deuxième ouvertures étant chacune aptes et destinées à être traversées par un arbre d’entraînement de roue, le carter de transmission comportant en outre une première et une deuxième coques fixées l’une à l’autre le long d’une interface de fixation s’étendant dans un plan d’interface ; la première coque présentant une paroi de fond qui comporte la première ouverture et qui est adjacente au carter moteur ;
- le carter moteur comportant une partie cylindrique faisant saillie coaxialement autour de l’axe X depuis ladite paroi de fond ;
- le module de propulsion comportant un premier et un deuxième éléments de rigidification disposés de part et d’autre d’un plan médian dans lequel sont inclus l’axe X et l’axe Z, le premier élément de rigidification, reliant au moins une première zone de la première coque et une première zone du carter moteur et le deuxième élément de rigidification reliant au moins une deuxième zone de la première coque et une deuxième zone du carter moteur ;
- la première et la deuxième zones de la première coque étant positionnées radialement à l’extérieur d’un cercle qui passe par l’axe Z et la première ouverture et est centré sur l’axe X ;
- la première et la deuxième zones du carter moteur étant positionnées à une distance axiale du plan d’interface qui est supérieure à 50 % de d1 avec d1 : la distance axiale entre le plan d’interface et le premier logement cylindrique.
Ainsi, grâce à la présence du premier et du deuxième éléments de rigidification, la rigidité de la liaison entre le carter moteur et le carter de transmission est augmentée. Ceci permet de limiter les défauts de parallélisme, notamment entre les arbres du dispositif de réduction, et conduit à limiter les bruits et vibrations indésirables susceptibles d’être générés par les roues dentées du dispositif de réduction.
De plus, les éléments de rigidification sont reliés aux zones les plus raides du carter de transmission et aux zones les plus raides du carter moteur, ce qui permet d’augmenter encore davantage la raideur de la liaison entre la carter moteur et le carter de transmission.
Selon des modes de réalisation, un tel ensemble de propulsion peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, la deuxième coque présente une paroi de fond qui comporte la deuxième ouverture.
Selon un mode de réalisation, la première et la deuxième zones du carter moteur sont positionnées à une distance axiale du plan d’interface qui est supérieure à 70% et de préférence supérieure à 80 %de la distance axiale d1.
Selon un mode de réalisation, la première et la deuxième zones du carter moteur sont positionnées à une distance axiale du plan d’interface qui est inférieure à 130% de la distance axiale d1.
Selon un mode de réalisation, la première et la deuxième zones de la première coque sont situées sur la paroi de fond de la première coque.
Selon un autre mode de réalisation, la première et la deuxième zones de la première coque sont adjacentes à la paroi de fond de la première coque. Ainsi, les éléments de rigidification sont ancrés sur une zone rigide de la première coque.
Selon un mode de réalisation, le premier élément de rigidification comporte un raidisseur dédié.
Selon un mode de réalisation, le premier élément de rigidification comporte un raidisseur choisi parmi une nervure et un gousset. De tels types de raidisseurs sont particulièrement efficaces pour limiter les déformations du carter moteur par rapport à la paroi de fond de la première coque.
Selon un mode de réalisation, le raidisseur est une nervure qui présente un premier bord relié à la paroi de fond de la première coque au moins dans la première zone de la première coque et un deuxième bord relié à la partie cylindrique du carter moteur au moins dans la première zone du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, le premier bord de la nervure est relié sur toute sa longueur à la paroi de fond de la première coque.
Selon un mode de réalisation, le deuxième bord de la nervure est relié sur toute sa longueur à la partie cylindrique du moteur.
Selon un mode de réalisation, la première coque et la partie cylindrique du carter moteur sont formés d’un seul tenant. Dans un tel cas, la paroi de fond de la première coque et l’une des parois de fond du carter moteur peuvent être confondues et former ainsi une cloison entre le logement moteur et un espace interne du carter de transmission.
Selon un autre mode de réalisation, la première coque et la partie cylindrique du carter moteur sont formées de deux pièces distinctes fixées l’une à l’autre par des organes de fixation.
Selon un mode de réalisation, le carter moteur comporte une deuxième partie qui est fixée à la partie cylindrique faisant saillie depuis la paroi de fond de la première coque et qui comporte une paroi de fond de sorte à fermer le logement moteur du côté opposé au carter de transmission.
Selon un mode de réalisation, la première et la deuxième zones du carter moteur s’étendent jusqu’à la paroi de fond de la deuxième partie du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, la nervure est venue de moulage avec la première coque et la partie cylindrique du carter moteur. Une telle nervure peut ainsi être réalisée de manière simple lors du moulage de la première coque et de la partie cylindrique du carter moteur.
Selon un autre mode de réalisation, la nervure est soudée à la première coque et à la partie cylindrique le long du premier bord et du deuxième bord.
Selon un mode de réalisation, le raidisseur s'étend dans un plan parallèle aux axes X et Z. Une telle orientation du raidisseur lui permet d’opposer une plus grande résistance à la déformation du carter moteur par rapport à la paroi de fond de la première coque.
Selon un mode de réalisation, le raidisseur est un gousset comportant un barreau central et deux pattes de fixation qui sont respectivement fixées sur la première zone de la première coque et sur la première zone du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, les pattes de fixation sont fixées à la première coque et au carter moteur par des organes de fixation. Selon un autre mode de réalisation, les pattes de fixations sont fixées par soudage à la première coque et au carter moteur.
Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de rigidification comporte un boîtier dans lequel est logé un dispositif électronique de puissance, le boîtier étant fixé à la deuxième zone de la première coque par un premier support de montage et à la deuxième zone du carter moteur par un deuxième support de montage. Ainsi, la rigidité d’un tel boitier est utilisée pour renforcer la rigidité de la liaison entre la carter moteur et le carter de transmission.
Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique de puissance est un convertisseur de tension de type onduleur/redresseur qui est raccordé électriquement entre une unité de stockage d’énergie électrique du véhicule et le moteur électrique.
Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de rigidification comporte un élément de support destiné à assurer le support du module de propulsion sur le châssis du véhicule, l'élément de support comportant une plaque fixée à la deuxième zone de la première coque par un premier support de montage et à la deuxième zone du carter moteur par un deuxième support de montage et un plot élastomère qui est fixé à la plaque et qui est destiné à reposer directement ou indirectement sur le châssis du véhicule. Ainsi, la rigidité d’un tel élément de support est utilisée pour renforcer la rigidité de la liaison entre le carter moteur et le carter de transmission.
Selon un mode de réalisation, le deuxième support de montage est fixé à la paroi de fond de la deuxième partie du carter moteur.
Selon un autre mode de réalisation, le deuxième élément de rigidification comporte un raidisseur choisi parmi une nervure et un gousset.
Selon un mode de réalisation, la nervure du deuxième élément de rigidification présente un premier bord relié à la paroi de fond de la première coque au moins dans la deuxième zone de la première coque et un deuxième bord relié à la partie cylindrique du carter moteur au moins dans la deuxième zone du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, la nervure du deuxième élément de rigidification est venue de moulage avec la première coque et la partie cylindrique du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, la nervure du deuxième élément de rigidification s’étend dans un plan parallèle aux axes X et Z.
Selon un mode de réalisation, le gousset du deuxième élément de rigidification comporte un barreau central et deux pattes de fixation qui sont respectivement fixées sur la deuxième zone de la première coque et sur la deuxième zone du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, le premier et le deuxième éléments de rigidification sont reliés rigidement entre eux par un élément de liaison situé au moins en partie, de préférence en totalité, dans une zone située à l’extérieur d’un cylindre de révolution droit qui est centré sur l’axe X et qui présente un rayon correspondant à une distance séparant l’axe X et l’axe Z le long d’une droite perpendiculaire aux axes X et Y.
Selon un mode de réalisation, le premier et le deuxième éléments de rigidification sont formés par une même nervure unique ayant par exemple une portion curviligne, vu d’un plan perpendiculaire aux axes X et Y.
Selon un mode de réalisation, la nervure présente une forme de U avec deux branches formant respectivement le premier et le deuxième éléments de rigidification disposés de part et d’autre du plan médian, les deux branches se rejoignant derrière l’ouverture ménagée dans la paroi de fond de la première coque.
Selon un mode de réalisation, le premier élément de rigidification est au contact du carter moteur, de préférence fixé au carter moteur, sur plus de 45 % de la distance axiale séparant la première zone du carter moteur du plan d’interface.
De préférence, le premier élément de rigidification est au contact du carter moteur, de préférence fixé au carter moteur, sur toute la distance axiale séparant la première zone du carter moteur de la première coque.
Selon un mode de réalisation, le premier élément de rigidification est au contact de la première coque, de préférence fixé à la première coque, sur plus de 45 % de la distance radiale séparant la première zone de la première coque du carter moteur.
De préférence, le premier élément de rigidification est au contact de la première coque, de préférence fixé à la première coque, sur toute la distance radiale séparant la première zone de la première coque du carter moteur.
Selon un mode de réalisation, le module de propulsion comporte en outre :
- un moteur électrique logé dans le carter moteur et comportant un stator et un arbre de rotor qui est guidé en rotation selon l’axe X par le premier et le deuxième paliers de guidage ;- un dispositif différentiel monté en rotation à l’intérieur du carter de transmission selon l’axe Z et comportant deux moyeux qui sont respectivement destinés à être accouplés au premier et au deuxième arbres de roue ;
- un dispositif de réduction comportant un arbre d’entrée accouplé en rotation à l’arbre de rotor et guidé en rotation à l’intérieur du carter de transmission, selon l’axe X, et un arbre intermédiaire qui est guidé en rotation à l’intérieur du carter de transmission selon un axe Y, parallèle à l’axe X, l’arbre intermédiaire étant en prise avec l’arbre d’entrée par l’intermédiaire d’un premier jeu d’engrenages et en prise avec le dispositif différentiel par l’intermédiaire d’un deuxième jeu d’engrenage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif différentiel comporte une boîte de différentiel qui est guidée en rotation autour de l’axe Z à l’intérieur du boîtier, deux engrenages satellites qui sont montés en rotation sur la boîte de différentiel autour d’un axe W perpendiculaire à l’axe Z et deux engrenages planétaires qui sont mobiles en rotation autour de l’axe X, sont chacun en prises avec les deux engrenages satellites et sont chacun destinés à entraîner en rotation directement ou indirectement un arbre de roue
Breve description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La est une vue schématique d’un module de propulsion.
La est une vue de détail du dispositif de réduction et du dispositif différentiel du module de propulsion de la .
La est une vue partielle en perspective d’un module de propulsion équipé de raidisseurs selon un premier mode de réalisation.
La est une autre vue, en perspective, du module de propulsion de la .
La est une vue partielle en perspective d’un module de propulsion équipé de raidisseurs selon un deuxième mode de réalisation.
La est une autre vue en perspective du module de propulsion représenté sur la .
La est une vue partielle en perspective d’un module de propulsion équipé de raidisseurs selon un troisième mode de réalisation.
La est une vue partielle en perspective schématique d’un module de propulsion équipé de raidisseurs selon un quatrième mode de réalisation.
La est une vue partielle en perspective schématique d’un module de propulsion équipé de raidisseurs selon un cinquième mode de réalisation.

Claims (15)

  1. Module de propulsion (1) pour un véhicule comportant :
    - un carter moteur (5) présentant un logement moteur destiné à loger un moteur électrique (2) et un carter de transmission (6) destiné à recevoir un dispositif de réduction (3) et un dispositif différentiel (4), le carter moteur (5) et le carter de transmission (6) étant reliés l’un à l’autre ;
    - le carter moteur (5) présentant un premier logement cylindrique (17, 16) d’axe X qui est destiné à recevoir un premier palier de guidage (10, 11) d’un arbre de rotor (9) du moteur électrique (2) ; le logement moteur étant positionné axialement entre le premier logement cylindrique (17) et le carter de transmission (6) ;
    - le carter de transmission (6) comportant une première et une deuxième ouvertures (35, 36) alignées l’une avec l’autre selon un axe Z parallèle à l’axe X, la première et la deuxième ouvertures (35, 36) étant chacune aptes et destinées à être traversées par un arbre d’entraînement de roue, le carter de transmission comportant en outre une première et une deuxième coques (18, 19) fixées l’une à l’autre le long d’une interface de fixation s’étendant dans un plan d’interface (P1) ; la première coque (18) présentant une paroi de fond qui comporte la première ouverture (35) et qui est adjacente au carter moteur ;
    - le carter moteur (5) comportant une partie cylindrique (12) faisant saillie coaxialement autour de l’axe X depuis ladite paroi de fond (37) ;
    - le module de propulsion (1) comportant un premier et un deuxième éléments de rigidification (39, 40 ; 41 ; 44, 45 ; 49 ; 53) disposés de part et d’autre d’un plan médian (P2) dans lequel sont inclus l’axe X et l’axe Z , le premier élément de rigidification (39, 44), reliant au moins une première zone de la première coque (18) et une première zone du carter moteur (5) et le deuxième élément de rigidification (40, 45, 49, 53) reliant au moins une deuxième zone de la première coque (18) et une deuxième zone du carter moteur (5) ;
    - la première et la deuxième zones de la première coque (18) étant positionnées radialement à l’extérieur d’un cercle qui passe par l’axe Z et la première ouverture (35) et qui est centré sur l’axe X ;
    - la première et la deuxième zones du carter moteur (5) étant positionnées à une distance axiale (d2, d3, d4, d5) du plan d’interface (P1) qui est supérieure à 50 % de d1 avec d1 : la distance axiale entre le plan d’interface (P1) et le premier logement cylindrique (17).
  2. Module de propulsion (1) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième coque (19) présente une paroi de fond (38), qui comporte la deuxième ouverture (36).
  3. Module de propulsion (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier élément de rigidification comporte un raidisseur choisi parmi une nervure (39, 41) et un gousset (44).
  4. Module de propulsion (1) selon la revendication 3, dans lequel le raidisseur est une nervure (39, 41) qui présente un premier bord (43) relié à la paroi de fond (37) de la première coque (18) au moins dans la première zone de la première coque (18) et un deuxième bord (42) relié à la partie cylindrique du carter moteur (5) au moins dans la première zone du carter moteur (5).
  5. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la première coque (18) et la partie cylindrique (12) du carter moteur (5) sont formés d’un seul tenant.
  6. Module de propulsion (1) selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 3 ou 4, dans lequel la nervure (39,41) est venue de moulage avec la première coque (18) et la partie cylindrique (12) du carter moteur (5).
  7. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le raidisseur s’étend dans un plan parallèle aux axes X et Z.
  8. Module de propulsion (1) selon la revendication 3, dans lequel le raidisseur est un gousset (44) comportant un barreau central (46) et deux pattes de fixation (47, 48) qui sont respectivement fixées sur la première zone de la première coque (18) et sur la première zone du carter moteur (5).
  9. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le deuxième élément de rigidification comporte un boîtier (49) dans lequel est logé un dispositif électronique de puissance, le boîtier (49) étant fixé à la deuxième zone de la première coque (18) par un premier support de montage (51) et à la deuxième zone du carter moteur (5) par un deuxième support de montage (50).
  10. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le deuxième élément de rigidification comporte un élément de support (53) destiné à assurer le support du module de propulsion (1) sur le châssis du véhicule, l’élément de support (53) comportant une plaque (54) fixée à la deuxième zone de la première coque (18) par un premier support de montage (51) et à la deuxième zone du carter moteur (5) par un deuxième support de montage (50) et un plot élastomère (55) qui est fixé à la plaque (54) et qui est destiné à reposer directement ou indirectement sur le châssis du véhicule.
  11. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le deuxième élément de rigidification comporte un raidisseur choisi parmi une nervure (41) et un gousset (45)
  12. Module de propulsion (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier et le deuxième éléments de rigidification sont reliés rigidement entre eux par un élément de liaison situé au moins en partie dans une zone située à l’extérieur d’un cylindre de révolution droit centré sur l’axe X et présentant un rayon correspondant à une distance séparant l’axe X et l’axe Z le long d’une droite perpendiculaire aux axes X et Y.
  13. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1, 2 ou 12, dans lequel le premier et le deuxième éléments de rigidification sont formés par une même nervure unique (41) ayant par exemple une portion curviligne, vu d’un plan perpendiculaire aux axes X et Y .
  14. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le premier élément de rigidification est au contact du carter moteur sur plus de 45 % de la distance axiale (d2, d3, d4, d5) séparant la première zone du carter moteur (5) du plan d’interface (P1).
  15. Module de propulsion (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comportant en outre :
    - un moteur électrique (2) logé dans le carter moteur (5) et comportant un stator (7) et un arbre de rotor (9) qui est guidé en rotation selon l’axe X par le premier et le deuxième paliers de guidage (10, 11),
    – un dispositif différentiel (4) monté en rotation à l’intérieur du carter de transmission (5) selon l’axe Z et comportant deux moyeux qui sont respectivement destinés à être accouplés au premier et au deuxième arbres de roue ;
    - un dispositif de réduction (3) comportant un arbre d’entrée (23) accouplé en rotation à l’arbre de rotor et guidé en rotation à l’intérieur du carter de transmission (5), selon l’axe X, et un arbre intermédiaire (24) qui est guidé en rotation à l’intérieur du carter de transmission (5) selon un axe Y, parallèle à l’axe X, l’arbre intermédiaire (24) étant en prise avec l’arbre d’entrée (23) par l’intermédiaire d’un premier jeu d’engrenages (25, 26) et en prise avec le dispositif différentiel (4) par l’intermédiaire d’un deuxième jeu d’engrenage (27, 28).
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