FR3132670A1 - Systeme de propulsion electrique avec systeme d’alimentation en huile modulaire externe - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur (1) de moteur électrique (2) comprenant : au moins une pompe (3) volumétrique ;au moins un réservoir (4) d’huile ; etoptionnellement au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile, dans lequel, ladite au moins une pompe (3) volumétrique, ledit au moins un réservoir (4) d’huile et, le cas échéant, ledit au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile, sont connectés en série ; ainsi qu’un système de propulsion électrique comprenant un tel système d'alimentation, au moins un moteur électrique (2), au moins un réducteur (1) de moteur électrique (2) ; et un véhicule électrique ou hybride comprenant ce système de propulsion électrique selon la présente invention. Fig. 1
Description
L’invention se rapporte à un système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur de moteur électrique, un système de propulsion électrique comprenant un tel système d'alimentation en huile modulaire externe et un véhicule électrique ou hybride comprenant un tel système de propulsion électrique avec le système d'alimentation en huile modulaire externe selon l’invention.
Les véhicules hybrides, ayant à la fois un moteur électrique et un autre type de moteur, tel qu’un moteur à combustion (aussi appelé moteur thermique ou moteur à explosion), sont particulièrement intéressants au niveau environnemental en particulier pour leur amélioration de l'efficacité énergétique dans la consommation des carburants d’origine fossile.
Les véhicules hybrides entraînent de manière sélective et appropriée un moteur électrique et un autre type de moteur, tel qu’un moteur à combustion, de manière alternative ou conjointe selon les conditions de conduite. Ainsi, les véhicules hybrides peuvent atteindre un rendement énergétique plus élevé et des émissions de gaz inférieures à celles des véhicules qui ne sont entraînés que par un moteur à combustion, par exemple.
Or, l’utilisation d’un moteur électrique (seul ou en combinaison avec un autre type de moteur) nécessite un réducteur. Un réducteur est l’élément qui permet de réguler le couple et la vitesse de rotation transmise par le moteur électrique aux roues. Un réducteur peut employer une transmission avec des moyens d’embrayages et/ou des engrenages permettant de réguler le couple et la vitesse de rotation transmise par le moteur électrique aux roues.
Dans ce contexte, le brevet US10272906_B2 décrit un dispositif de transmission de puissance pour véhicule hybride qui fait tourner une pompe à huile à une vitesse appropriée et qui réduit la rotation inutile de la pompe à huile. Le dispositif de transmission de puissance pour véhicule hybride décrit dans US10272906_B2 comprend des premiers moyens d'embrayage qui sont disposés dans une transmission s'étendant d'un moteur à combustion à une roue motrice, des seconds moyens d'embrayage qui sont disposés dans une transmission s'étendant d'un moteur électrique à la roue motrice, et une pompe à huile qui est reliée au moteur électrique et qui est capable de fournir de l'huile à un composant mobile prédéterminé disposé dans le véhicule en utilisant puissance d'entraînement du moteur électrique. Le dispositif de transmission de puissance comprend une transmission qui est disposée dans un groupe motopropulseur entre le moteur à combustion et le moteur électrique et la roue motrice et qui est capable de régler la vitesse de rotation du moteur électrique, et le dispositif de transmission de puissance est capable de fournir de l'huile en amenant le moteur électrique à faire tourner la pompe à huile à une vitesse de rotation appropriée.
Ce dispositif présente néanmoins plusieurs inconvénients.
Par exemple, ce dispositif ne permet pas de s’assurer d’un haut niveau d’huile dans le réducteur pour une durabilité à basse vitesse (en particulier au lancement du véhicule).
Plus généralement, la contrôlabilité du flux et de la pression d’huile n’est pas garantie.
Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur de moteur électrique comprenant :
- au moins une pompe volumétrique ;
- au moins un réservoir d’huile comprenant au moins une entrée et au moins une sortie d’huile ; et
- de préférence, au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile,
dans lequel, ladite au moins une pompe volumétrique, ledit au moins un réservoir d’huile et, le cas échéant, ledit au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile, sont connectés en série.
De manière surprenante, le fait que ladite au moins une pompe volumétrique, ledit au moins un réservoir d’huile et, le cas échéant, ledit au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile, soient connectés en série et en particulier dans une boucle permet de plus facilement contrôler la pression et/ou le flux d’huile dans le réducteur auquel est connecté le système d’alimentation selon l’invention. De manière préférée, il a été constaté que le niveau de l’huile dans le réducteur peut être géré en contrôlant le niveau d’huile spécifiquement dans le réservoir, plus particulièrement un réservoir basse pression, lorsque le réducteur, la pompe volumétrique et le réservoir d’huile, sont connectés en série. Le moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile permettent ainsi simplement ce contrôle.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que des éléments de perte de charge, tels qu’un filtre à huile, un échangeur de chaleur ou un filtre et échangeur combinés, sont placés entre la pompe et le réservoir.
Il a été en effet constaté que dans cette disposition, la pression (et donc le débit) d’huile gagne encore plus en efficacité.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ladite au moins une pompe volumétrique, ledit au moins un réservoir d’huile et ledit au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile sont connectés les uns aux autres via des tuyaux. La présence de tuyaux permet en effet d’offrir une modularité du système d'alimentation pour son intégration dans un système de propulsion électrique ou hybride. Alternativement, ladite au moins une pompe volumétrique, ledit au moins un réservoir d’huile et ledit au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile peuvent être connectés directement les uns aux autres.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ledit système d’alimentation comprend un dispositif assurant un seul sens de circulation de l’huile, tel qu’un clapet.
L’introduction d’un moyen pour définir un sel sens de circulation permet de limiter les éventuels reflux d’huile, par exemple en cas de défaillance de la ou des pompes comprises dans le système d’alimentation selon la présente invention.
L’instauration d’un sens de circulation définit un amont et un aval dans le sens de circulation de l’huile et donc du système d’alimentation selon la présente invention.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ladite au moins une pompe volumétrique est configurée pour que lorsque celle-ci est allumée, son débit compense la sortie d’huile du réservoir et assure un remplissage entre un volume minimal et un volume maximal prédéterminés dudit réservoir.
S’assurer que le volume d’huile est compris entre deux valeurs seuils (un minimum et un maximum) permet de s’assurer que la pression dans le système d’alimentation selon la présente invention est contrôlée.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ledit système d’alimentation comprend un dispositif assurant un seul sens de circulation de l’huile, tel qu’un clapet, et que ladite au moins une pompe volumétrique est configurée pour que lorsque celle-ci est allumée, son débit compense la sortie d’huile du réservoir et assure un remplissage entre un volume minimal et un volume maximal prédéterminés dudit réservoir.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir d’huile comprend un tuyau de sortie configuré pour revenir au réducteur ou au moteur électrique. La pression ou le flux étant dans un mode de réalisation particulier contrôlés au niveau du réservoir, le tuyau de sortie revenant au réducteur ou au moteur électrique présentera un flux et une pression contrôlés dans une boucle (c’est-à-dire en cycle fermé).
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ladite au moins une pompe volumétrique est configurée pour que lorsque celle-ci est allumée, son débit compense la fuite du réservoir et le remplit. Ainsi, la pression et le flux peuvent être constants, étant donné que l’état de remplissage est lié à la pression. La réduction du levier d'huile et l'augmentation du débit de lubrification sont ainsi également assurées.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ladite au moins une pompe volumétrique est configurée de manière à aspirer l'huile dans le réducteur et ledit au moins un réservoir d’huile est un réservoir basse pression. Ce réservoir basse pression peut par exemple en outre présenter un système passif tel qu’impliquant au moins un ressort pour maintenir la pression.
En approchant une pompe proche du réducteur pour en extraire l’huile, le renouvellement de cette huile est assuré. De manière avantageuse, une autre pompe peut être placée de manière à alimenter le réducteur en huile.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ledit système est configuré pour permettre une compensation d’une perte de charge par une régulation du débit et/ou de la pression en huile.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce qu’il comprend une seule pompe volumétrique placée à l’amont dudit au moins un réservoir.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir d’huile est un réservoir basse pression. L’utilisation d’une basse pression dans le système d’alimentation, permet la circulation et la gestion du niveau d’huile dans le réducteur.
Par « basse pression », il est compris dans le cadre de la présente invention une pression comprise entre à 1 bar (c’est-à-dire 105Pa) et 10 bars (c’est-à-dire 106Pa), préférentiellement une pression comprise entre 1,1 bar (c’est-à-dire 1,1x105Pa) et 5 bar (c’est-à-dire 5x105Pa), par exemple comprise entre 1,2 bar (c’est-à-dire 1,2x105Pa) et 4 bar (c’est-à-dire 4x105Pa), comprise entre 1,3 bar (c’est-à-dire 1,3x105Pa) et 3 bar (c’est-à-dire 3x105Pa), comprise entre 1,4 bar (c’est-à-dire 1,4x105Pa) et 2 bar (c’est-à-dire 2x105Pa) ou encore comprise entre 1,5 bar (c’est-à-dire 1,5x105Pa) et 1,9 bar (c’est-à-dire 1,9x105Pa).
De manière plus préférée, par « basse pression », il est compris dans le cadre de la présente invention une pression comprise entre à 1,1 bar (c’est-à-dire 105Pa) et 1,5 bars (c’est-à-dire 1,5x106Pa), préférentiellement une pression comprise entre 1,15 bar (c’est-à-dire 1,15x105Pa) et 1,35 bar (c’est-à-dire 1,35x105Pa), par exemple comprise entre 1,2 bar (c’est-à-dire 1,2x105Pa) et 1,3 bar (c’est-à-dire 1,3x105Pa).
Ainsi, lorsque le réservoir est rempli, la pression est à un niveau connu et tout le débit supplémentaire de la pompe va au réducteur avec un niveau d'huile minimal dans le réducteur. Cela permet d'améliorer l'efficacité en réduisant les pertes par barattage.
De manière préférée, le système d'alimentation selon la présente invention peut être caractérisé en ce qu’il comprend au moins un filtre à huile et/ou au moins un système de refroidissement de l’huile. Cela permet le refroidissement de l'huile pour le moteur. Ainsi, la qualité de l’huile est assurée par une filtration en continue et/ou une mise en température permettant à l’huile de garder ses propriétés physico-chimiques et de ne pas se détériorer.
Ainsi, grâce aux différents modes de réalisation de celui-ci, le système d'alimentation selon la présente invention est modulaire : il peut être adapté en fonction du problème d'emballage avant et/ou arrière, du niveau de puissance, ou encore introduit tardivement dans le développement du véhicule électrique ou hybride.
Un autre objet selon la présente invention concerne un réservoir pour système d'alimentation en huile modulaire externe selon la présente invention, caractérisé en ce que ledit réservoir comprend un dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression, tel qu’une plaque de pression montée sur ressort(s).
Ainsi de manière avantageuse, la pression du circuit d’huile comprend un dispositif qui assure une pression minimale lors du fonctionnement du système d’alimentation en huile modulaire externe selon la présente invention, et pouvant assurer une réserve de pression pour assurer un écoulement d’huile en cas d’arrêt de fonctionnement du système d’alimentation en huile modulaire externe selon la présente invention.
Dans un mode de réalisation particulier, la plaque de pression est d’une surface égale ou supérieur à au moins une paroi dudit réservoir.
De manière préférée, le dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression est calibré de manière à assurer une pression comprise entre à 1 bar (c’est-à-dire 105Pa) et 10 bars (c’est-à-dire 106Pa), préférentiellement une pression comprise entre 1,1 bar (c’est-à-dire 1,1x105Pa) et 5 bar (c’est-à-dire 5x105Pa), par exemple comprise entre 1,2 bar (c’est-à-dire 1,2x105Pa) et 4 bar (c’est-à-dire 4x105Pa), comprise entre 1,3 bar (c’est-à-dire 1,3x105Pa) et 3 bar (c’est-à-dire 3x105Pa), comprise entre 1,4 bar (c’est-à-dire 1,4x105Pa) et 2 bar (c’est-à-dire 2x105Pa) ou encore comprise entre 1,5 bar (c’est-à-dire 1,5x105Pa) et 1,9 bar (c’est-à-dire 1,9x105Pa).
De manière plus préférée, le dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression est calibré de manière à assurer une pression comprise entre à 1,1 bar (c’est-à-dire 105Pa) et 1,5 bars (c’est-à-dire 1,5x106Pa), préférentiellement une pression comprise entre 1,15 bar (c’est-à-dire 1,15x105Pa) et 1,35 bar (c’est-à-dire 1,35x105Pa), par exemple comprise entre 1,2 bar (c’est-à-dire 1,2x105Pa) et 1,3 bar (c’est-à-dire 1,3x105Pa).
Ainsi, un autre objet selon la présente invention concerne un système de propulsion électrique comprenant :
- au moins un système d'alimentation tel que décrit ci-dessus ;
- optionnellement au moins un réservoir pour système d'alimentation en huile modulaire externe selon la présente invention, caractérisé en ce que ledit réservoir comprend un dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression, tel qu’une plaque de pression montée sur ressort(s) ;
- au moins un moteur électrique ; et
- au moins un réducteur de moteur électrique.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le système de propulsion électrique tel que décrit ci-dessus peut comprendre un système d'alimentation selon la présente invention comprenant au moins un réservoir avec un dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression, tel qu’une plaque de pression montée sur ressort(s).
De manière préférée, le système de propulsion électrique selon la présente invention peut être caractérisé en ce que le moteur électrique et le réducteur sont configurés de manière à ce qu’un flux d’huile passif communique du moteur électrique vers le réducteur en particulier en cas de refroidissement du moteur électrique. L’avantage d’un tel agencement est de pouvoir offrir un moyen supplémentaire pour s’assurer que le réducteur est constamment approvisionné en huile, ce qui permet une augmentation de sa durabilité en particulier à basse vitesse.
De manière avantageuse, le flux d’huile est passif, par exemple par effet de gravité, ce qui peut impliquer une disposition particulière du réducteur par rapport au moteur électrique (ou vice et versa).
L’objet selon la présente invention concerne également un véhicule électrique ou hybride comprenant un système de propulsion électrique tel que décrit ci-dessus.
Un véhicule électrique comprend seulement, au sens de la présente invention, au moins un moteur électrique pour la propulsion dudit véhicule.
Un véhicule hybride comprend, au sens de la présente invention, au moins un moteur électrique et un autre type de moteur, tel qu’un moteur thermique, pour la propulsion dudit véhicule.
On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
La , la et la sont des diagrammes montrant les organisations de trois modes de réalisations du système de propulsion électrique comprenant un système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur 1 de moteur électrique 2 selon la présente invention. Sur ces trois figures, il peut être vu un réducteur 1, un moteur électrique 2, une ou des pompes 3, un réservoir 4, un élément de perte de charge 5 (tel qu’un filtre), un onduleur 6, des éléments à lubrifier 7, le niveau d’huile maximal 8 et le niveau d’huile minimal 9. La comprend en outre une électrovanne 10.
Dans les trois figures, le moteur électrique 2 est branché en parallèle du réducteur 1, de manière à extraire de l’huile avant l’arrivée de cette huile au réducteur 1 et ledit moteur électrique 2 comprend une sortie d’huile alimentant le réducteur 1.
Dans les trois figures, l’onduleur 6 n’est pas connecté au système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur 1 de moteur électrique 2 selon la présente invention.
Dans les trois figures 1, 2 et 3, le réducteur 1, la ou les pompes 3, le réservoir 4 et l’élément de perte de charge 5, sont reliés les uns aux autres en série dans une boucle, dont l’ordre de positionnement varie selon la figure considérée. La représente un mode de réalisation préféré selon la présente invention.
Plus particulièrement, la représente un système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur 1 de moteur électrique 2 selon la présente invention permettant de gérer le niveau d’huile par la pression dans le réservoir 4.
Dans la , le réservoir 4 est relié au réducteur 1 qui est relié à la pompe 3, qui est relié à l’élément de perte de charge 5, qui est relié au réservoir 4, formant ainsi une boucle. Un clapet anti-retour 25 peut être inséré dans le système d’alimentation, par exemple entre la pompe 3 et l’élément de perte de charge 5.
En particulier, les figures 2 et 3 représentent des systèmes d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur 1 de moteur électrique 2 selon la présente invention permettant de gérer le niveau d’huile par la différence de débit.
Dans la , le réservoir 4 est relié à un élément de perte de charge 5, qui est relié au réducteur 1, qui est relié à une première pompe 3, qui est reliée au réservoir 4, formant ainsi une boucle. Dans la une seconde pompe 3 est placée à l’intérieur du réservoir 4.
Dans la , le réservoir 4 est relié à une première pompe 3, qui est attaché directement à l’élément de perte de charge 5, lequel moyen de mesure est relié au réducteur 1, qui est relié à une électrovanne 10, qui est relié à une seconde pompe 3, qui est reliée au réservoir 4, formant ainsi une boucle.
En référence à la , il peut être vu qu’une pompe 3 est reliée à un élément de perte de charge, ici un filtre et échangeur combinés 13, qui est relié au réservoir 4 qui est sous pression. Un tuyau d’alimentation en huile 19 du réducteur sort du réservoir 4. L’embout 20 de ce tuyau d’alimentation présente une sortie en T permettant par exemple l’alimenter deux entrées d’huile sur un même réducteur. Sortant du filtre et échangeur combinés 13, deux tuyaux d'eau de refroidissement 12 (en échange avec un circuit de refroidissement) sont visibles.
Il peut être vu dans la , attachées au réservoir 4, une sortie 11 d'huile à distribuer pour la lubrification.
En , il peut être vu une pompe 3 reliée à une filtre et échangeur combinés comprenant un filtre 14 et une cavité 15 pour l’eau de l’échangeur permettant ainsi un échange de chaleur entre l’huile et l’eau et éventuellement l’inverse. Une entrée d’eau 16 est visible sur cette en coupe. L’huile traverse ce filtre et échangeur combinés en passant par une entrée d’huile 17, puis passe par le filtre 14 et sort de ce filtre par une sortie 18.
En , est représenté un système de propulsion électrique comprenant un système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur 1 de moteur électrique 2 selon la présente invention, et en particulier comme représenté dans la . Une pompe 3, un filtre et échangeur combinés 13, deux tuyaux d'eau de refroidissement 12 ainsi qu’un réservoir 4 sont visibles.
En est représenté un réservoir comprenant un dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression, prenant la forme ici d’une plaque de pression 23 montée sur ressorts 21. La tension des ressorts est calibrée pour appliquer une pression choisie. La paroi 22 du réservoir ainsi que le couvercle 24 du réservoir, sont fabriqués en un ou des matériaux résistant à l’huile et aux pressions administrées.
Claims (10)
- Système d'alimentation en huile modulaire externe pour un réducteur (1) de moteur électrique (2) comprenant :
- au moins une pompe (3) volumétrique ;
- au moins un réservoir (4) d’huile comprenant au moins une entrée et au moins une sortie d’huile (11) ; et
- de préférence au moins un moyen de mesure de la pression de l’huile et/ou du débit d’huile,
- Système d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que des éléments de perte de charge (5), tels qu’un filtre (14) à huile, un échangeur de chaleur ou un filtre et échangeur combinés (13), sont placés entre la pompe (3) et le réservoir (4).
- Système d'alimentation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système d’alimentation comprend un dispositif assurant un seul sens de circulation de l’huile, tel qu’un clapet (25), et que ladite au moins une pompe (3) volumétrique est configurée pour que lorsque celle-ci est allumée, son débit compense la sortie d’huile du réservoir (4) et assure un remplissage entre un volume minimal et un volume maximal prédéterminés dudit réservoir (4).
- Système d'alimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite au moins une pompe (3) volumétrique est configurée de manière à aspirer l'huile dans le réducteur (1) et ledit au moins un réservoir (4) d’huile est un réservoir (4) basse pression.
- Système d'alimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit système est configuré pour permettre une compensation d’une perte de charge par une régulation du débit et/ou de la pression en huile.
- Système d'alimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend une seule pompe (3) volumétrique placée à l’amont dudit au moins un réservoir (4).
- Réservoir (4) pour système d'alimentation en huile modulaire externe selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit réservoir (4) comprend un dispositif autonome et/ou passif de mise sous pression, tel qu’une plaque de pression (22) montée sur ressort(s) (21).
- Système de propulsion électrique comprenant :
- au moins un système d'alimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 ;
- optionnellement au moins un réservoir (4) selon la revendication 7,
- au moins un moteur électrique (2) ; et
- au moins un réducteur (1) de moteur électrique (2). - Système de propulsion électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moteur électrique (2) et le réducteur (1) sont configurés de manière à ce qu’un flux d’huile passif communique du moteur électrique (2) vers le réducteur (1) en particulier en cas de refroidissement du moteur électrique (2).
- Véhicule électrique ou hybride comprenant un système de propulsion électrique selon la revendication 8 ou 9.
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3132670A1 (fr) |
Citations (5)
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| JP2006312353A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
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2022
- 2022-02-17 FR FR2201381A patent/FR3132670A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
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