FR3129327A1 - Système de propulsion pour véhicule hybride - Google Patents

Système de propulsion pour véhicule hybride Download PDF

Info

Publication number
FR3129327A1
FR3129327A1 FR2112555A FR2112555A FR3129327A1 FR 3129327 A1 FR3129327 A1 FR 3129327A1 FR 2112555 A FR2112555 A FR 2112555A FR 2112555 A FR2112555 A FR 2112555A FR 3129327 A1 FR3129327 A1 FR 3129327A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
electric machine
reducer
torque
coupling means
heat engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2112555A
Other languages
English (en)
Inventor
Paolo Viola
Sebastien COLIN
Alexandre MEYNET
Maxime Paul
Elie GEFFROY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Embrayages SAS
Original Assignee
Valeo Embrayages SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Embrayages SAS filed Critical Valeo Embrayages SAS
Priority to FR2112555A priority Critical patent/FR3129327A1/fr
Publication of FR3129327A1 publication Critical patent/FR3129327A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • 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
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • 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
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • 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
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

Système de propulsion (1) pour véhicule hybride, comprenant : - une première machine électrique de propulsion (2), présentant un premier arbre mobile en rotation autour d’un premier axe (X1), - une deuxième machine électrique de propulsion (3), présentant un deuxième arbre mobile en rotation autour d’un deuxième axe (X2), le premier axe (X1) et le deuxième axe (X2) n’étant pas alignés, - un moteur thermique (4), le système de propulsion (1) comprenant un système de réduction comprenant : - un premier réducteur (11) disposé de manière à pouvoir appliquer un unique premier rapport, uniquement au couple fourni par la première machine électrique (2), - un deuxième réducteur (12) disposé de manière à pouvoir appliquer un unique deuxième rapport: au couple fourni par la deuxième machine électrique (3), ou au couple fourni par le moteur thermique (4), - un troisième réducteur (13) disposé de manière à pouvoir appliquer un unique troisième rapport : au couple fourni par la deuxième machine électrique (3) ou au couple fourni par le moteur thermique (4) le système de propulsion comprenant : - un premier moyen de couplage sélectif (20), apte à interrompre sélectivement le chemin du couple pour le couple fourni par la première machine électrique (2), - un deuxième moyen de couplage sélectif (21), apte à interrompre sélectivement le chemin du couple pour : le couple fourni par la deuxième machine électrique ou pour le couple fourni par le moteur thermique (4), et - un troisième moyen de couplage sélectif (22), disposé entre le deuxième arbre de la deuxième machine électrique (3) et le vilebrequin du moteur thermique (4). Figure d’abrégé: Fig 1

Description

Système de propulsion pour véhicule hybride
La présente invention concerne un système de propulsion pour véhicule hybride. Le véhicule est par exemple une automobile ou un véhicule dit commercial, tel qu’un poids lourd.
Il est connu de réaliser un système de propulsion pour véhicule hybride en associant deux machines électriques et un moteur thermique. L’une de ces machines électriques fonctionne en moteur et elle est utilisée pour la propulsion du véhicule, tandis que l’autre machine électrique fonctionne en alternateur, et elle est utilisée pour la génération d’énergie électrique, par exemple lorsque le véhicule ralentit ou qu’il roule sur sa lancée (« coasting » en anglais).
Il existe un besoin pour améliorer encore les systèmes de propulsion pour véhicule hybride utilisant deux machines électriques et un moteur thermique.
L’invention a pour but de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un système de propulsion pour véhicule hybride, comprenant :
- une première machine électrique de propulsion, présentant un premier arbre mobile en rotation autour d’un premier axe,
- une deuxième machine électrique de propulsion, présentant un deuxième arbre mobile en rotation autour d’un deuxième axe,
- un moteur thermique,
le système de propulsion comprenant un système de réduction comprenant :
- un premier réducteur disposé de manière à pouvoir appliquer un unique premier rapport, uniquement au couple fourni par la première machine électrique,
- un deuxième réducteur disposé de manière à pouvoir appliquer un unique deuxième rapport: au couple fourni par la deuxième machine électrique, ou au couple fourni par le moteur thermique,
- un troisième réducteur disposé de manière à pouvoir appliquer un unique troisième rapport : au couple fourni par la deuxième machine électrique ou au couple fourni par le moteur thermique, le troisième réducteur étant disposé en parallèle du deuxième réducteur,
le système de propulsion comprenant :
- un premier moyen de couplage sélectif, apte à interrompre sélectivement le chemin du couple pour le couple fourni par la première machine électrique,
- un deuxième moyen de couplage sélectif, apte à interrompre sélectivement le chemin du couple pour le couple fourni par la deuxième machine électrique ou par le moteur thermique, et
- un troisième moyen de couplage sélectif, disposé entre le deuxième arbre de la deuxième machine électrique et le vilebrequin du moteur thermique.
Le système selon l’invention peut permettre d’obtenir les configurations suivantes, selon l’état des premier, deuxième et troisième moyens de couplage sélectifs :
- (i) démarrage du moteur thermique par la deuxième machine électrique, lorsque le premier moyen de couplage sélectif et le deuxième moyen de couplage sélectif sont ouverts, et lorsque le troisième moyen de couplage sélectif est fermé,
- (ii) charge du réseau de bord du véhicule par la deuxième machine électrique entraînée par le moteur thermique, lorsque le premier moyen de couplage sélectif et le deuxième moyen de couplage sélectif sont ouverts, et lorsque le troisième moyen de couplage sélectif est fermé,
- (iii) propulsion électrique par la première machine électrique à travers le premier réducteur lorsque le premier moyen de couplage sélectif est fermé, et lorsque le deuxième et le troisième moyen de couplage sélectif sont ouverts,
- (iv) propulsion électrique par la deuxième machine électrique à travers le deuxième réducteur ou à travers le troisième réducteur, lorsque le premier et le troisième moyen de couplage sélectifs sont ouverts et lorsque le deuxième moyen de couplage sélectif est fermé,
- (v) propulsion électrique par la première machine électrique à travers le premier réducteur combinée à une propulsion électrique par la deuxième machine électrique à travers le deuxième réducteur ou à travers le troisième réducteur, lorsque le premier et le deuxième moyen de couplage sélectif sont fermés et lorsque le troisième moyen de couplage sélectif est ouvert,
- (vi) propulsion hybride série par le moteur thermique et la première machine électrique et charge du réseau de bord du véhicule par la deuxième machine électrique entraînée par le moteur thermique, lorsque le premier moyen de couplage sélectif et le troisième moyen de couplage sélectif sont fermés, et lorsque le deuxième moyen de couplage sélectif est ouvert,
- (vii) propulsion hybride parallèle par le moteur thermique et la deuxième machine électrique tournante à travers le deuxième réducteur ou à travers le troisième réducteur, lorsque le premier moyen de couplage sélectif est ouvert et lorsque le deuxième et troisième moyen de couplage sélectif sont fermés,
- (viii) propulsion hybride parallèle par le moteur thermique et la deuxième machine électrique tournante à travers le deuxième réducteur ou à travers le troisième réducteur, ainsi que par la première machine électrique à travers le premier réducteur, lorsque le premier, deuxième et troisième moyen de couplage sélectif sont fermés,
- (ix) charge du réseau de bord par la première machine électrique lorsque le moteur thermique est arrêté et lorsque le premier moyen de couplage sélectif est fermé et lorsque le deuxième et le troisième moyen de couplage sont ouverts, et
- (x) charge du réseau de bord par la deuxième machine électrique lorsque le moteur thermique est arrêté et lorsque le deuxième moyen de couplage sélectif est fermé et lorsque le premier et le troisième moyen de couplage sont ouverts.
Cette pluralité de configurations permet d’améliorer la gestion énergétique du véhicule. En particulier, la possibilité d’utiliser simultanément les deux machines électriques pour la propulsion du véhicule, qu’il s’agisse d’une propulsion électrique ou hybride, permet de bénéficier d’une puissance adaptée à la propulsion hybride ou électrique du véhicule sans avoir besoin de recourir à des machines électriques alimentées par de la haute tension, ce qui réduit leur coût de fabrication et celle de leur électronique associée.
Ces différentes configurations peuvent être obtenues en modifiant de nombreux systèmes de propulsion existant, notamment dans les exemples de mise en œuvre de l’invention dans lesquels un alignement entre les axes des arbres des machines électriques n’est pas requis.
Comme on le verra par la suite, le deuxième moyen de couplage sélectif peut présenter deux configurations différentes lorsqu’il est fermé :
- une configuration dans laquelle il dirige le couple vers le deuxième réducteur, ou reçoit le couple depuis ce deuxième réducteur, et
- une configuration dans laquelle il dirige le couple vers le troisième réducteur, ou reçoit le couple depuis ce troisième réducteur.
Grâce à cette disposition en parallèle du deuxième et du troisième réducteur, vis-à-vis du couple fourni par la deuxième machine électrique ou au couple fourni par le moteur thermique, on augmente encore le nombre de configurations possibles pour le système de propulsion. On peut ainsi disposer d’un système de propulsion avec une plage d’utilisation plus grande, un meilleur rendement énergétique, et des performances dynamiques améliorées.
Le premier et le deuxième axe peuvent être alignés. En variante, le premier axe et le deuxième axe ne sont pas alignés.
Au sens de la présente demande :
- un moyen de couplage entre deux pièces est sélectif lorsqu’il permet de coupler ou de découpler les deux pièces selon la consigne reçue,
- un moyen de couplage entre deux pièces qui n’est pas sélectif couple en permanence ces deux pièces,
- deux pièces couplées par l’un des moyens de couplage précités sont solidaires en rotation. Cette solidarisation peut correspondre à un verrouillage de couple dans le cas où le moyen de couplage met en œuvre un crabot et cette solidarisation peut mettre en œuvre une transmission par frottement dans le cas où le moyen de couplage met en œuvre un embrayage,
- l’axe du premier arbre et l’axe du deuxième arbre ne sont pas alignés signifie que le premier arbre et le deuxième arbre ne sont pas confondus ou ne sont pas disposés dans le prolongement l’un de l’autre, deux axes non alignés pouvant être parallèles,
- « entrée » et « sortie » se réfèrent au trajet du couple depuis le moteur thermique ou une machine électrique, vers les roues du véhicule, et
- « le troisième réducteur et le deuxième réducteur sont disposés en parallèle » signifie dans le cas présent que ces deux réducteurs forment deux chemins alternatifs respectifs, exclusifs l’un de l’autre ou pouvant être combinés le cas échéant, au couple fourni par la deuxième machine électrique, ou au couple fourni par le moteur thermique.
Chaque machine électrique peut être configurée pour fonctionner de manière réversible, étant alors associée à une électronique tel qu’un onduleur/redresseur lui permettant alternativement : d’être alimentée en énergie électrique pour fournir un couple moteur, et de générer de l’énergie électrique sur la base d’un couple reçu sur son arbre lorsque le véhicule freine ou qu’il roule sur sa lancée, par exemple.
Chaque machine électrique est par exemple une machine électrique tournante.
La première machine électrique et la deuxième machine électrique peuvent fournir une même puissance nominale mécanique, cette puissance étant par exemple comprise entre 15kW et 35kW, pouvant être égale à 25kW par exemple. L’emploi de deux machines électriques identiques peut permettre de réduire les coûts de production du système de propulsion, en réduisant le besoin en développements spécifiques d’une machine à l’autre et en augmentant les volumes.
En variante, la première machine électrique et la deuxième machine électrique peuvent fournir une puissance nominale mécanique différente. Le ratio entre la puissance nominale mécanique fournie par la première machine électrique et la puissance nominale mécanique fournie par la deuxième machine électrique peut être compris entre 1 et 10, étant par exemple compris entre 1 et 4. L’emploi de machines électriques de puissance nominale mécanique différente peut permettre de ré-utiliser des machines standard existantes.
Plus globalement, chaque machine électrique peut présenter une puissance nominale mécanique comprise entre 4 kW et 35 kW, étant par exemple de 4 kW, 8 kW, 15 kW, 25 kW ou 35 kW.
Le système de propulsion peut comprendre un différentiel disposé de manière à recevoir sélectivement : le couple ayant transité par le premier réducteur, ou le couple ayant transité par le deuxième réducteur ou par le troisième réducteur. Ce différentiel peut être associé à l’essieu arrière du véhicule. Le cas échéant, le véhicule peut comprendre un module de propulsion additionnel, associé à son essieu avant, par exemple tel que décrit dans la demande WO2020/151996.
En variante, le différentiel est associé à l’essieu avant du véhicule, un module de propulsion additionnel tel que décrit dans la demande précitée pouvant ou non alors être associé à son essieu arrière.
Ce différentiel peut être un différentiel mécanique ou un différentiel électronique pilotant le couple d’entraînement sur chaque roue motrice du véhicule.
Chaque réducteur peut comprendre deux roues dentées, ou un nombre de roues dentées supérieur à 2, engrenant pour transmettre le couple.
Chaque moyen de couplage sélectif peut être un crabot ou en embrayage.
L’emploi d’embrayages peut permettre, de par le glissement existant, de compenser les perturbations de charge et de régime pouvant se produire dans les configurations (v) et (viii) ci-dessus lorsque chaque machine électrique fonctionne en moteur.
Dans un exemple particulier, le premier moyen de couplage sélectif peut être réalisé sous la forme d’un simple embrayage à sec ou humide.
Toujours dans cet exemple ou indépendamment, le deuxième moyen de couplage sélectif peut être réalisé sous la forme d’un double embrayage, notamment d’un double embrayage humide. Les deux embrayages de ce double embrayage peuvent être concentriques ou se succéder axialement. L’emploi d’embrayage(s) humide(s) peut permettre d’améliorer les performances acoustiques du système de propulsion. Ce double embrayage peut par exemple permettre d’aiguiller sélectivement le couple vers le deuxième réducteur ou vers le troisième réducteur.
Dans tout ce qui précède, le premier moyen de couplage sélectif peut être disposé dans le chemin du couple entre le premier arbre de la première machine électrique et le premier réducteur. Similairement, le deuxième moyen de couplage sélectif peut être disposé dans le chemin du couple entre le deuxième arbre de la deuxième machine électrique d’une part, et le deuxième réducteur et le troisième réducteur d’autre part. Comme déjà dit, ces deuxième et troisième réducteurs sont disposés en parallèle pour le couple fourni par la deuxième machine électrique ou par le moteur thermique.
Dans le cas où le deuxième moyen de couplage sélectif est réalisé sous la forme d’un double embrayage, ce dernier peut être disposé en entrée du deuxième et du troisième réducteur, pour le couple transitant depuis la deuxième machine électrique ou depuis le moteur thermique. Toujours dans ce cas, le deuxième et le troisième réducteur peuvent, ou non, présenter des roues dentées communes, chacun de ces réducteurs ayant par exemple une partie propre, via une ou plusieurs roues dentées et/ou un ou plusieurs arbres intermédiaires, et une partie commune à l’autre réducteur, par exemple via une ou plusieurs roues dentées et/ou un ou plusieurs arbres intermédiaires.
Le cas échéant, l’un au moins du deuxième réducteur et du troisième réducteur peut présenter une ou plusieurs roues dentées communes avec le premier réducteur.
En variante, le premier réducteur peut être disposé dans le chemin du couple entre le premier arbre de la première machine électrique et le premier moyen de couplage sélectif. Similairement, le deuxième réducteur et le troisième réducteur peuvent être disposés dans le chemin du couple entre le deuxième arbre de la deuxième machine électrique et le deuxième moyen de couplage sélectif. Le deuxième réducteur et le troisième réducteur peuvent alors être disposés en entrée du double embrayage, pour le couple transitant depuis la deuxième machine électrique ou depuis le moteur thermique.
Dans tout ce qui précède, le ratio entre le premier rapport de réduction du premier réducteur et le deuxième rapport de réduction du deuxième réducteur peut être compris entre 1/5 et 1, étant notamment compris entre 1/3 et 1/1,1. Le premier rapport de réduction du premier réducteur est par exemple compris entre 1/25 et 1/2, et le deuxième rapport de réduction est par exemple compris entre 1/10 et 1.
Le troisième rapport de réduction peut avoir une valeur comprise entre celle du premier rapport de réduction et celle du deuxième rapport de réduction, étant par exemple comprise entre 1/25 et 1.
Dans tout ce qui précède, le système de propulsion peut comprendre un quatrième réducteur disposé entre le vilebrequin du moteur thermique et le deuxième arbre de la deuxième machine électrique. Ce quatrième réducteur peut permettre d’améliorer le rendement du moteur thermique, par exemple en augmentant la vitesse disponible sur le vilebrequin de ce moteur thermique. Le quatrième réducteur peut être disposé en entrée du troisième moyen de couplage sélectif, ou en sortie de ce troisième moyen de couplage sélectif. Le rapport de réduction de ce quatrième réducteur peut être compris entre 1/2 et 10.
Dans tout ce qui précède, un dispositif d’amortissement d’oscillations de torsion peut être disposé dans le chemin du couple entre le moteur thermique et les machines électriques. Ce dispositif d’amortissement d’oscillations de torsion peut comprendre :
- un double volant amortisseur, et/ou
- un dispositif d’amortissement pendulaire, et/ou
- un limiteur de couple.
Dans tout ce qui précède, le système de propulsion peut comprendre un organe de pilotage du premier et/ou du deuxième et/ou du troisième moyen de couplage, de manière à ce que le système puisse prendre tout ou partie des configurations mentionnées ci-dessus
L’organe de pilotage est par exemple intégré au calculateur du véhicule (ECU en anglais). En variante, l’organe de pilotage est intégré à l’unité de contrôle de la transmission (TCU en anglais). En variante encore, l’organe de pilotage peut être modulaire et le module de pilotage de certains moyens de couplage sélectif est intégré à l’unité de contrôle de la transmission tandis que le module de pilotage d’autres moyens de couplage sélectif est intégré au calculateur du véhicule.
Dans tout ce qui précède, la première machine électrique et la deuxième machine électrique sont par exemple du même type, par exemple des machines synchrones à aimants ou à rotor bobiné. En variante, il peut s’agir de machines asynchrones, par exemple.
Chaque machine électrique est par exemple une machine synchrone triphasée ou une machine synchrone dont l’enroulement électrique de stator définit un double système triphasé. L’enroulement électrique de stator est par exemple formé par des fils ou par des barres conductrices reliées les unes les autres.
Dans tout ce qui précède, le rotor peut être un rotor à griffes. Ce rotor comprend alors une première et une deuxième roues polaires imbriquées, la première roue polaire définissant une série de griffes de forme globalement trapézoïdale, chaque griffe s'étendant axialement en direction de la deuxième roue polaire, la deuxième roue polaire définissant une série de griffes de forme globalement trapézoïdale, chaque griffe s'étendant axialement en direction de la première roue polaire. Un aimant permanent peut être reçu entre deux griffes consécutives circonférentiellement parlant pour le rotor.
En variante, le rotor peut être autre qu’un rotor à griffes, comprenant par exemple un paquet de tôles ou étant un rotor à cage.
Dans tout ce qui précède, le rotor peut comprendre un nombre de paires de pôles quelconque, par exemple deux, trois, quatre, six ou huit paires de pôles.
Dans tout ce qui précède, chaque machine électrique peut comprendre un circuit de refroidissement du stator dans lequel circule du fluide tel que de l’air ou du liquide. Ce liquide peut être de l’eau ou de l’huile.
Le rotor peut être refroidi par ce même circuit de refroidissement ou par un autre circuit de refroidissement dans lequel circule de l’air, ou du liquide tel que de l’eau ou de l’huile.
Chaque machine électrique tournante peut être alimentée électriquement depuis une unité de stockage d’énergie électrique via un onduleur/redresseur, cet onduleur/redresseur permettant, selon que la machine électrique fonctionne en moteur ou en génératrice, de charger le réseau de bord du véhicule ou d’être électriquement alimenté depuis ce réseau.
L’unité de stockage d’énergie électrique peut être commune aux deux machines électriques. En variante, chaque machine électrique peut disposer d’une unité de stockage d’énergie électrique dédiée.
La tension nominale de l’unité de stockage d’énergie électrique peut être de 12 V, 48 V ou avoir une autre valeur, par exemple une autre valeur supérieure à 300 V.
De préférence, chacune de la première machine électrique et de la deuxième machine électrique a une tension nominale d’alimentation de 48V.
Le réseau de bord du véhicule comprend par exemple deux sous-réseaux entre lesquels est interposé un système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/continu.
L’un de l’onduleur/redresseur et du convertisseur de tension continu/continu peut mettre en œuvre des interrupteurs électroniques commandables, tels que des transistors en nitrure de galium (GaN), en carbure de silicium (SiC), ou en silicium.
Le premier sous-réseau électrique, étant celui apte à être connecté à l’onduleur/redresseur, présente par exemple une tension nominale de 48V ou une tension nominale de valeur supérieure à 300V, et le deuxième sous-réseau électrique présente par exemple une tension nominale de 12V.
Dans tout ce qui précède, chaque moyen de couplage sélectif peut être en tout ou partie formé par des éléments qui lui sont propres, c’est-à-dire des éléments qui n’appartiennent à aucun autre moyen de couplage sélectif.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’un exemple non limitatif de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
représente de façon schématique un exemple de système de propulsion hybride selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention,
représente de façon schématique un exemple de système de propulsion hybride selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention,
représente de façon schématique un troisième exemple de mise en œuvre, et
représente de façon schématique un quatrième exemple de mise en œuvre.
On a représenté à la un système de propulsion hybride 1 selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention.
Ce système de propulsion hybride 1 comprend ici une première machine électrique 2 et une deuxième machine électrique 3.
Ces machines électriques 2 et 3 sont dans l’exemple considéré des machines synchrones à aimants permanents. Elles fournissent par exemple la même puissance nominale mécanique sur leurs arbres, par exemple une puissance de 25 kW. Ces arbres sont chacun mobiles en rotation autour d’axes respectifs (X1) et (X2) qui sont parallèles et non confondus sur cette , ces axes de rotation (X1) et (X2) n’étant pas alignés.
Comme on peut le voir, chaque machine électrique 2, 3 est associée à une électronique permettant une alimentation électrique des enroulements électriques de stator de ces machines depuis et vers un réseau de bord non représenté. Chacune de ces électroniques comprend par exemple un onduleur/redresseur permettant un fonctionnement réversible de chaque machine électrique 2, 3, en moteur ou en alternateur.
On constate sur la que chaque arbre est relié à un moyen de couplage sélectif 20, 21, qui est dans l’exemple considéré un embrayage. Chaque embrayage 20, 21 est par exemple un embrayage humide à lamelles. Plus précisément, l’embrayage 21 est ici un double embrayage humide, mais deux embrayages simples pourraient en variante être utilisés pour réaliser l’embrayage 21.
En sortie de l’embrayage 20 est disposé un réducteur 11, encore appelé « premier réducteur ».
En sortie de l’embrayage 21 sont disposés en parallèle deux réducteurs 12 et 13, encore appelés « deuxième réducteur » et « troisième réducteur ». Chaque réducteur est formé par plusieurs roues successives qui engrènent entre elles pour transmettre le couple. On constate sur la que le premier réducteur 11, qui est disposé dans le chemin du couple fourni par la première machine électrique 2, et le troisième réducteur 13, qui est disposé dans le chemin du couple fourni par la deuxième machine électrique 3, présentent des roues dentées qui leur sont propres et une ou plusieurs roues dentées qui leur sont communes. Chaque réducteur 11, 12, 13 applique dans l’exemple considéré un unique rapport au couple transitant à travers ce réducteur.
D’un réducteur 11, 12, 13 à l’autre, le rapport de réduction peut être différent, le ratio entre le rapport de réduction du premier réducteur 11 associé à la première machine électrique 2 et le rapport de réduction du deuxième réducteur 12 associé à la deuxième machine électrique 3 est par exemple compris entre 1/5 et 1, étant notamment compris entre 1/3 et 1/1,1.
Plus précisément :
- le rapport de réduction du premier réducteur 11 est par exemple compris entre 1/25 et 1/2,
- le rapport de réduction du deuxième réducteur 12 est par exemple compris entre 1/10 et 1, et
- le rapport de réduction du troisième réducteur 13 a par exemple une valeur comprise entre celle du rapport de réduction du premier réducteur et celle du rapport de réduction du deuxième réducteur 12, étant par exemple comprise entre 1/25 et 1.
Le couple en sortie de chacun des réducteurs 11, 12 et 13 est ensuite reçu en entrée d’un différentiel 15 où le couple est transmis vers les roues 16 montées sur un des essieux du véhicule.
Le système de propulsion hybride 11 comprend encore un moteur thermique 4.
On constate sur la que le système de propulsion 1 comprend encore un troisième moyen de couplage sélectif 22. Ce troisième moyen de couplage sélectif 22 est disposé entre le vilebrequin du moteur thermique 4 et le deuxième arbre de la deuxième machine électrique tournante 3. Ce troisième moyen de couplage sélectif 22 permet ainsi de déconnecter le moteur thermique 4 du reste du système de propulsion 1. Ce troisième moyen de couplage sélectif 22 est par exemple un embrayage ou un crabot.
On constate également sur la que le système de propulsion 1 peut encore comprendre un quatrième réducteur 14. Dans l’exemple considéré, ce quatrième réducteur 14 est disposé en sortie du troisième moyen de couplage sélectif 22, ce troisième moyen de couplage sélectif 22 étant disposé dans le chemin du couple entre le vilebrequin du moteur thermique 4 et le quatrième réducteur 14.
Le moteur thermique 4 est par exemple un moteur à 3, 4 ou 6 cylindres.
Un dispositif d’amortissement d’oscillations de torsion 10 tel qu’un double volant amortisseur peut être disposé en sortie de ce moteur thermique 4 pour filtrer les acyclismes.
Les trois systèmes de couplage sélectif 20 à 22 peuvent être commandés de manière à obtenir les configuration (i) à (x) ci-dessous :
- (i) démarrage du moteur thermique 4 par la deuxième machine électrique 3,
- (ii) charge du réseau de bord du véhicule par la deuxième machine électrique 3 entraînée par le moteur thermique 4,
- (iii) propulsion électrique par la première machine électrique 2 à travers le premier réducteur 11,
- (iv) propulsion électrique par la deuxième machine électrique 3 à travers le deuxième réducteur 12 ou à travers le troisième réducteur 3,
- (v) propulsion électrique par la première machine électrique 2 à travers le premier réducteur 11 combinée à une propulsion électrique par la deuxième machine électrique 3 à travers le deuxième réducteur 12 ou à travers le troisième réducteur 13,
- (vi) propulsion hybride série par le moteur thermique 4 et la première machine électrique 2 et charge du réseau de bord du véhicule par la deuxième machine électrique 3 entraînée par le moteur thermique 4,
- (vii) propulsion hybride parallèle par le moteur thermique 4 et la deuxième machine électrique 3 à travers le deuxième réducteur 12 ou à travers le troisième réducteur 13,
- (viii) propulsion hybride parallèle par le moteur thermique 4 et la deuxième machine électrique 3 à travers le deuxième réducteur 12 ou à travers le troisième réducteur 13, ainsi que par la première machine électrique 2 à travers le premier réducteur 11,
- (ix) charge du réseau de bord par la première machine électrique 2 lorsque le moteur thermique 4 est arrêté, et
- (x) charge du réseau de bord par la deuxième machine électrique 3 lorsque le moteur thermique 4 est arrêté.
L’état des moyens de couplage sélectifs 20 à 22 pour les configurations (i) à (x) ci-dessus est indiqué dans le tableau ci-dessous, « F » signifiant « fermé » et « O » signifiant « ouvert » :
Mode Etat de (20) Etat de (21) Etat de (22) Etat de (4) Etat de (2) Etat de (3)
(i) O O F arrêt arrêt Moteur
(ii) O O F marche arrêt alternateur
(iii) F O O arrêt moteur Arrêt
(iv) O F O arrêt arrêt Moteur
(v) F F O arrêt moteur Moteur
(vi) F O F marche moteur alternateur
(vii) O F F marche arrêt Moteur
(viii) F F F marche moteur Moteur
(ix) F O O arrêt alternateur Arrêt
(x) O F O arrêt arrêt alternateur
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.
Le deuxième exemple de mise en œuvre représenté à la ne diffère par le premier que par le fait que les axes de rotation X1 et X2 sont alignés.
Le troisième exemple de mise en œuvre représenté à la diffère du premier exemple par le fait que le deuxième réducteur 12 et le troisième réducteur 13 ne sont plus disposés en parallèle en sortie de l’embrayage 21, mais ils sont disposés en parallèle en entrée de cet embrayage 21.
Le quatrième exemple de mise en œuvre représenté à la diffère du premier exemple par le fait qu’un cinquième réducteur 18 est disposé entre la sortie des réducteurs 11, 12 et 13 et le différentiel 15.
Ce qui est décrit en référence au troisième ou au quatrième exemple de mise en œuvre s’applique aussi lorsque les axes de rotation X1 et X2 sont alignés, comme représenté sur la .

Claims (11)

  1. Système de propulsion (1) pour véhicule hybride, comprenant :
    - une première machine électrique de propulsion (2), présentant un premier arbre mobile en rotation autour d’un premier axe (X1),
    - une deuxième machine électrique de propulsion (3), présentant un deuxième arbre mobile en rotation autour d’un deuxième axe (X2),
    - un moteur thermique (4),
    le système de propulsion (1) comprenant un système de réduction comprenant :
    - un premier réducteur (11) disposé de manière à pouvoir appliquer un unique premier rapport, uniquement au couple fourni par la première machine électrique (2),
    - un deuxième réducteur (12) disposé de manière à pouvoir appliquer un unique deuxième rapport: au couple fourni par la deuxième machine électrique (3), ou au couple fourni par le moteur thermique (4),
    - un troisième réducteur (13) disposé de manière à pouvoir appliquer un unique troisième rapport : au couple fourni par la deuxième machine électrique (3) ou au couple fourni par le moteur thermique (4), le troisième réducteur (13) étant disposé en parallèle du deuxième réducteur (12),
    le système de propulsion comprenant :
    - un premier moyen de couplage sélectif (20), apte à interrompre sélectivement le chemin du couple pour le couple fourni par la première machine électrique (2),
    - un deuxième moyen de couplage sélectif (21), apte à interrompre sélectivement le chemin du couple pour : le couple fourni par la deuxième machine électrique ou pour le couple fourni par le moteur thermique (4), et
    - un troisième moyen de couplage sélectif (22), disposé entre le deuxième arbre de la deuxième machine électrique (3) et le vilebrequin du moteur thermique (4).
  2. Système de propulsion selon la revendication 1, comprenant un différentiel (15) disposé de manière à recevoir sélectivement : le couple ayant transité par le premier réducteur (11), ou le couple ayant transité par le deuxième réducteur (12) ou par le troisième réducteur (13).
  3. Système de propulsion selon la revendication 1 ou 2, la première machine électrique (2) et la deuxième machine électrique (3) fournissant une même puissance nominale mécanique, cette puissance étant par exemple comprise entre 15kW et 35kW.
  4. Système de propulsion selon la revendication 1 ou 2, la première machine électrique (2) et la deuxième machine électrique (3) fournissant une puissance nominale mécanique différente.
  5. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier moyen de couplage sélectif (20) étant disposé dans le chemin du couple entre le premier arbre de la première machine électrique (2) et le premier réducteur (11).
  6. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le deuxième moyen de couplage sélectif (21) étant disposé dans le chemin du couple entre le deuxième arbre de la deuxième machine électrique (3) d’une part, et le deuxième réducteur (12) et le troisième réducteur (13) d’autre part.
  7. Système selon la revendication 6, le deuxième moyen de couplage sélectif (21) étant un double embrayage, notamment un double embrayage humide.
  8. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier rapport de réduction du premier réducteur (11) étant compris entre 1/25 et 1/2, le deuxième rapport de réduction du deuxième réducteur (12) étant compris entre 1/10 et 1, et le troisième rapport de réduction du troisième réducteur (13) ayant une valeur comprise entre celle du premier rapport de réduction et celle du deuxième rapport de réduction.
  9. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un quatrième réducteur (14) disposé entre le vilebrequin du moteur thermique (4) et le deuxième arbre de la deuxième machine électrique (3).
  10. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, chacune de la première machine électrique (2) et de la deuxième machine électrique (3) ayant une tension nominale d’alimentation de 48V.
  11. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier axe (X1) et le deuxième axe (X2) n’étant pas alignés,
FR2112555A 2021-11-25 2021-11-25 Système de propulsion pour véhicule hybride Pending FR3129327A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2112555A FR3129327A1 (fr) 2021-11-25 2021-11-25 Système de propulsion pour véhicule hybride

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2112555 2021-11-25
FR2112555A FR3129327A1 (fr) 2021-11-25 2021-11-25 Système de propulsion pour véhicule hybride

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3129327A1 true FR3129327A1 (fr) 2023-05-26

Family

ID=79831667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2112555A Pending FR3129327A1 (fr) 2021-11-25 2021-11-25 Système de propulsion pour véhicule hybride

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3129327A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3552856A1 (fr) * 2017-01-24 2019-10-16 Jing-Jin Electric Technologies Co., Ltd Ensemble d'entraînement horizontal de véhicule à double source d'alimentation
DE112018007598T5 (de) * 2018-05-16 2021-01-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe und Fahrzeug
DE112018007608T5 (de) * 2018-05-16 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe und Fahrzeug
EP3907113A1 (fr) * 2020-05-07 2021-11-10 Altra S.p.A. Appareil de propulsion pour véhicule et procédé de commande associé

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3552856A1 (fr) * 2017-01-24 2019-10-16 Jing-Jin Electric Technologies Co., Ltd Ensemble d'entraînement horizontal de véhicule à double source d'alimentation
DE112018007598T5 (de) * 2018-05-16 2021-01-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe und Fahrzeug
DE112018007608T5 (de) * 2018-05-16 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe und Fahrzeug
EP3907113A1 (fr) * 2020-05-07 2021-11-10 Altra S.p.A. Appareil de propulsion pour véhicule et procédé de commande associé

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4637218B2 (ja) 動力装置
USRE37743E1 (en) Distributed differential mixing combined power system
EP1481463B1 (fr) Convertisseur electromecanique
US7753147B2 (en) Vehicle drive system, power management device, and method for managing power
US20090301799A1 (en) Drive System for an Agricultural or Industrial Utility Vehicle and Method for Operating a Drive System
US10272905B2 (en) Transmission with integrated electromagnetic torque converter
US8292770B2 (en) Multi-core electric machines
CA3063699A1 (fr) Architecture propulsive hybride d'aeronef comprenant un moteur avec une machine electrique reversible montee sur deux arbres
EP0806316A1 (fr) Système de distribution d'une puissance combinée utilisant un différentiel
WO2020048105A1 (fr) Transmission et système d'alimentation destinés à être utilisés dans un véhicule hybride
US7723886B2 (en) Continously controllable magnetodynamic gear
CN104210348A (zh) 一种混合动力车辆的动力分配动力系统
US8425358B2 (en) Hybrid drive for a transportation means
WO2008114127A2 (fr) Système hybride de propulsion et de transmission pour motocycles
GB2278242A (en) Electromagnetic transmission system including variable-speed electric motor
KR20160056713A (ko) 하이브리드 차량용 변속기
JP2010070050A (ja) 車両用駆動装置
JP3847720B2 (ja) 内燃機関用補機駆動装置
FR3129327A1 (fr) Système de propulsion pour véhicule hybride
US20180147938A1 (en) Drive device for a motor vehicle and motor vehicle
FR3126660A1 (fr) Système de propulsion pour véhicule hybride
WO2020093302A1 (fr) Module d'alimentation hybride et véhicule
FR3126661A1 (fr) Système de propulsion pour véhicule hybride
FR2999136A1 (fr) Transmission hydrostatique pour vehicule avec engagement de moteurs selon leurs plages de fonctionnement optimales
CN103072459A (zh) 变速器、混合动力系统和混合动力汽车

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20230526

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3