WO2019122553A1 - Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes - Google Patents

Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes Download PDF

Info

Publication number
WO2019122553A1
WO2019122553A1 PCT/FR2018/052834 FR2018052834W WO2019122553A1 WO 2019122553 A1 WO2019122553 A1 WO 2019122553A1 FR 2018052834 W FR2018052834 W FR 2018052834W WO 2019122553 A1 WO2019122553 A1 WO 2019122553A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
speed
motor vehicle
electric machine
traction chain
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/052834
Other languages
English (en)
Inventor
Yejin JIN
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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 Equipements Electriques Moteur filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur
Publication of WO2019122553A1 publication Critical patent/WO2019122553A1/fr

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
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • 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
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle

Definitions

  • the present invention relates to an improved motor vehicle traction chain comprising two rotating electrical machines.
  • a rotating electrical machine can be located on the front axle or on the rear axle of a motor vehicle in the context of an electrical or hybrid application.
  • This electric machine is able to operate in engine mode to ensure traction of the vehicle alone or in combination with the engine in the case of a hybrid application.
  • This machine is also able to operate in generator mode to supply energy to the vehicle battery.
  • the electric machine is connected to the train via a coupling device.
  • the gear ratio of the coupling device is chosen large enough to allow electrical takeoff and electric running of the motor vehicle.
  • the Applicant has proposed to solve this problem by using a coupling device with two speed ratios interposed between the electric machine and the train of the vehicle.
  • the electric machine can thus provide low speed electric rolling when the first gear is engaged and a rolling and optimum energy recovery at high speed when the second gear ratio is engaged.
  • the invention aims in particular to remedy these drawbacks effectively by proposing a power train for a motor vehicle, characterized in that it comprises: a first rotary electric machine,
  • the first rotary electrical machine being permanently coupled with wheels of a train of the motor vehicle
  • the second rotary electrical machine being coupled to the wheels of said train by means of a coupling device having at least a first gear ratio, a second gear ratio, and a neutral position in which the second electrical machine rotating is uncoupled from the wheels of the train of the motor vehicle.
  • the invention thus makes it possible to limit torque drops during a gearshift, since the first rotary electrical machine is still engaged with the wheels.
  • the energy losses are low at high speed, which increases the range of the vehicle.
  • the fact of using two electric machines also makes it possible to optimize the operating points of each of the two machines in order to increase the overall efficiency of the system and to maximize energy recovery during braking. Carbon dioxide emissions are reduced accordingly or the range in km of an electric vehicle is increased.
  • the invention makes it possible to have a high torque at low speed providing a good driving pleasure.
  • the architecture according to the invention also has an economic character, insofar as it can be implemented with 48 volts applications and only requires the development of a single actuator to ensure the passage of a gear ratio to the other. It is also noted that the invention fulfills the redundancy criteria imposed by autonomous motor vehicles by the combined use of two rotating electrical machines.
  • said traction chain is configured such that at low speed of the motor vehicle, the first gear ratio or the neutral position is selected according to a torque requirement of the vehicle. According to one embodiment, said traction chain is configured such that at high speed of the motor vehicle, the second gear ratio or the neutral position is selected according to a torque requirement of the vehicle. In one embodiment, a speed reduction ratio between a speed of the first rotating electrical machine and a wheel speed is between 5: 1 and 20: 1, and is preferably 10: 1.
  • the first gear ratio has a speed reduction ratio between a speed of the second rotating electrical machine and a wheel speed of between 10: 1 and 50: 1, and is preferably 30: 1. (after reflection it is better adapted)
  • the second gear ratio has a speed reduction ratio between a speed of the second rotating electrical machine and a wheel speed in the range of 2: 1 to 10: 1, and is preferably 5: 1.
  • the first rotary electrical machine is a rotor excitation machine capable of being de-energized when the speed of the vehicle becomes greater than a threshold.
  • the second rotating electrical machine is of the synchronous type with permanent magnets.
  • the first rotary electrical machine and the second electrical machine are of the same type, for example of the synchronous type with permanent magnets.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a traction chain as defined above.
  • the traction chain is mounted on a front axle of said motor vehicle.
  • the traction chain is mounted on a rear axle of said motor vehicle.
  • Figure 1 is a schematic representation of a traction architecture for a motor vehicle according to the present invention
  • Figure 2 is a schematic representation of interfaced electrical networks implemented in the present invention.
  • FIG. 1 shows a traction chain 10 for a motor vehicle comprising a first rotary electric machine 1 1 and a second rotary electric machine 12.
  • the electric machines 1 1, 12 are able to operate in a generator mode during a braking phase recuperative for recharging a battery, as well as in an engine mode to ensure electric or hybrid driving of the vehicle in the case where the latter also comprises a heat engine.
  • Each electric machine 1 1, 12 is associated with an inverter that can be attached to the rear of the machine or be separated from the machine.
  • a cooling circuit of the electric machines 1 1, 12 may be water-based or oil-based.
  • the first electrical machine 1 1 is advantageously a rotor excitation machine (synchronous or asynchronous).
  • the electric machine 1 1 may be de-energized when the speed of the vehicle becomes greater than a threshold.
  • the electric machine 1 1 is permanently coupled with wheels 13 of a train 14 of the vehicle. This train may be the front train or the rear axle of the motor vehicle.
  • a speed reduction ratio between a speed of the first electric machine 1 1 and a speed of the wheels 13 is between 5: 1 and 20: 1, and is preferably 10: 1.
  • the notation X: 1 means that when the electric machine 1 1 makes X turns, the wheels 13 are 1 turn.
  • the second electric machine 12 is advantageously an electric machine of the synchronous type with permanent magnets.
  • the second machine electrical 12 is coupled to the wheels 13 of the train 14 by means of a coupling device 16 having at least two speed ratios R1, R2 and a neutral position N in which the second electric machine 12 is uncoupled from the wheels 13 of the motor vehicle.
  • the first gear ratio R1 has a speed reduction ratio between a speed of the second electric machine 12 and a wheel speed 13 which is between 10: 1 and 50: 1, and is preferably 30: 1.
  • the second gear ratio R2 has a speed reduction ratio between a speed of the second electric machine 12 and a wheel speed 13 which is between 2: 1 and 10: 1, and is preferably 5: 1.
  • the traction chain 10 is configured such that at low speed of the motor vehicle, that is to say when the speed of the vehicle is less than a first threshold S1, the first gear ratio R1 or the neutral position N is selected according to a torque requirement of the vehicle.
  • the traction chain 10 is configured such that at high speed, that is to say when the speed of the vehicle becomes equal to or greater than the threshold S1, the second gear ratio R2 or the neutral position is selected according to a need in torque of the vehicle.
  • the threshold S1 is for example between 40km / h and 100km / h.
  • the coupling device 16 comprises a clutch 19 integral in rotation with a shaft 20 of the second electrical machine 12 while being axially movable, according to the arrows F, to selectively link an idle gear 21, that is to say, free in rotation when it is not clutched, the first gear ratio R1 or an idle gear 22 of the second gear ratio R2.
  • the intermediate position of the clutch 19 in which the latter is not linked to the gear 21 or pinion 22, allows to mechanically uncoupling the electric machine 12 relative to the wheels 13 at high speed and corresponds to the neutral position N.
  • the pinion 21 of the first ratio R1 cooperates with a pinion 23 integral in rotation with the shaft 24 of the first electric machine 11.
  • the pinion 22 of the second ratio R2 cooperates with a pinion 25 integral with the shaft 24 of the first electric machine 1 1.
  • the pinion 22 of the second gear ratio R2 is also connected in rotation with a gear 26 mounted free to rotate on the shaft 20 of the second electric machine 12. This gear 26 is engaged with a differential 27 mounted on the gear carrying wheels 13. described below the path of the torque at different positions of the coupling device 16.
  • the clutch 19 is in the neutral position N, only the first electric machine 1 1 can transmit torque to the wheels 13 via the pinion 25 and the pinions 22, 26 mounted idle on the shaft 20 while being connected to the differential 27.
  • the two gears 22, 26 could be replaced by a single pinion.
  • the torque of the second electric machine 12 is transmitted via the pinion 21, the pinion 23, the pinions 25, 22, and 26 and the differential 27.
  • the first electric machine 1 1 can also transmit torque to the wheels 13 or not depending on the need.
  • the torque of the second electric machine 12 is transmitted via the pinions 22, 26 and the differential 27.
  • the first electric machine 11 can also transmit torque to the wheels 13 or not depending on the need.
  • the two rotating electrical machines 11, 12 are connected to a first electrical network 28 on which two batteries 29, 30 are also connected for functional redundancy.
  • This electrical network 28 has an operating voltage of less than 60 volts.
  • the operating voltage of the electrical network is 48 Volts.
  • Other electrical charges 31 may also be connected to the electrical network 28.
  • the same architecture also applies to the high voltage.
  • Each electric machine 1 1, 12 may have a power of between 10kW and 25 kW (or more in the case of high voltage) and provide a torque of between 20Nm and 200Nm (or more in the case of high voltage) in particular depending on its length.
  • the electrical network 28 is interfaced with a second low-voltage electrical network 33 via a DC / DC converter 34.
  • An optional starter 35 for cold starts of a possible engine (in the case of a hybrid configuration), as well as electric consumers 36 of the lighting vehicle, window or seat actuators , and motor control, are connected to the electrical network 33.
  • This electrical network 33 associated with a battery 37 has a lower operating voltage than the first electrical network 28.
  • the operating voltage of the electrical network 28 is preferably of the order 12 volts or 24 volts (for trucks). In a particular embodiment, it will also be possible to integrate the inverters of the electrical machines 1 1, 12 and the converter 34 inside the same housing.
  • the two electric machines 11, 12 and the coupling device 16 are located on the rear axle of a motor vehicle further comprising a heat engine ensuring the traction of the front axle.
  • the first electric machine 1 1 with rotor excitation may have a power of 12 kW and a maximum torque of 55 nm
  • the second permanent magnet synchronous type electric machine 12 may have a power of 12kW and a maximum torque of 30N.m.
  • the electrical machines 1 1, 12 can be connected to the 48V DC grid. Electrical machines 1 1, 12 can share the same cooling circuit.
  • the traction chain 10 can be driven according to the following strategy. During take-off, the engagement of the first ratio R1 makes it possible to guarantee a torque to the wheels 13 greater than 1700N.m, which corresponds to an acceleration greater than 2.5m / s2.
  • the change to the second gear ratio R2 is performed when the vehicle speed reaches the threshold S1, for example of the order of 50km / h.
  • the two electric machines 1 1, 12 can provide torque simultaneously.
  • the neutral ratio N is engaged to minimize electrical losses by uncoupling the second electrical machine 12 with respect to the wheels 13.
  • the first electrical machine 1 1 may be de-energized to limit electrical losses. Given the short delay to excite the rotor, it can ensure a near-immediate recovery of electrical energy braking.
  • the second ratio R2 is engaged for energy recovery.
  • the clutch 19 may for example be moved by an actuator controlled by a control unit 32 in particular according to the speed thresholds S1 and S2, as shown in Figure 1.
  • the two electrical machines 1 1, 12 and the coupling device 16 are located on the front or rear axle of a motor vehicle of small size, for example of the order of 1000 kg.
  • the first electrical machine 1 1 and the second electrical machine 12 are synchronous type permanent magnet electric machines having a power of 12kW and a maximum torque of 30N.m.
  • the electrical machines 1 1, 12 can be connected to a 48V electrical network. Electrical machines 1 1, 12 can share the same cooling circuit.
  • the traction chain 10 can be driven according to the following strategy. At take-off, the engagement of the first ratio R1 ensures a torque to the wheels 13 generating an acceleration greater than 3m / s2.
  • the second gear ratio R2 is engaged when the vehicle speed reaches a threshold of 95km / h in order to optimize the acceleration as well as the braking energy recovery.
  • the gear ratio N is engaged to minimize the electrical losses by uncoupling the electric machine 12 from the wheels 13.

Abstract

L'invention porte principalement sur une chaîne de traction (10) pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte: - une première machine électrique tournante (11), - une deuxième machine électrique tournante (12), - la première machine électrique tournante (11) étant en permanence accouplée avec des roues (13) d'un train (14) du véhicule automobile, - la deuxième machine électrique tournante (12) étant accouplée aux roues (13) dudit train (14) par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement (16) ayant au moins un premier rapport de vitesse (R1), un deuxième rapport de vitesse (R2), ainsi qu'une position neutre (N) dans laquelle la deuxième machine électrique tournante (12) est désaccouplée des roues (13) du train (14) du véhicule automobile.

Description

CHAÎNE DE TRACTION AMÉLIORÉE DE VÉHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT DEUX MACHINES ÉLECTRIQUES TOURNANTES
La présente invention porte sur une chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes. De façon connue en soi, une machine électrique tournante peut être implantée sur le train avant ou sur le train arrière d'un véhicule automobile dans le cadre d'une application électrique ou hybride. Cette machine électrique est apte à fonctionner en mode moteur pour assurer une traction du véhicule seule ou en combinaison avec le moteur thermique dans le cas d'une application hybride. Cette machine est également apte à fonctionner en mode générateur pour fournir de l'énergie à la batterie du véhicule.
La machine électrique est reliée au train par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement. Généralement, le rapport de démultiplication du dispositif d'accouplement est choisi suffisamment grand pour permettre un décollage électrique et un roulage électrique du véhicule automobile. Toutefois, lorsque la vitesse du véhicule dépasse un seuil, il existe un risque que l'entraînement de la machine électrique par les roues du véhicule engendre des pertes électriques ainsi qu'une détérioration de la machine électrique dont la vitesse de rotation maximale est dépassée. La demanderesse a proposé de résoudre ce problème en utilisant un dispositif d'accouplement à deux rapports de vitesse interposé entre la machine électrique et le train du véhicule. La machine électrique peut ainsi assurer un roulage électrique à basse vitesse lorsque le premier rapport est engagé et un roulage ainsi qu'une récupération d'énergie optimum à haute vitesse lorsque le deuxième rapport de vitesse est engagé.
Une telle configuration engendre toutefois des chutes de couple du fait de la nécessité de réduire le couple de la machine électrique tournante lors d'un changement de rapport.
L'invention vise notamment à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant une chaîne de traction pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte: - une première machine électrique tournante,
- une deuxième machine électrique tournante,
- la première machine électrique tournante étant en permanence accouplée avec des roues d'un train du véhicule automobile,
- la deuxième machine électrique tournante étant accouplée aux roues dudit train par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement ayant au moins un premier rapport de vitesse, un deuxième rapport de vitesse, ainsi qu'une position neutre dans laquelle la deuxième machine électrique tournante est désaccouplée des roues du train du véhicule automobile. L'invention permet ainsi de limiter les chutes de couple lors d'un changement de rapport de vitesse étant donné que la première machine électrique tournante est toujours en prise avec les roues. En outre, les pertes énergétiques sont faibles à haute vitesse, ce qui permet d'augmenter l'autonomie du véhicule. Le fait d'utiliser deux machines électriques permet également d’optimiser les points de fonctionnement de chacun des deux machines pour augmenter le rendement global du système et maximiser la récupération énergétique au freinage. On réduit en conséquence les émissions de dioxyde de carbone ou on augmente l’autonomie en km d’un véhicule électrique. Par ailleurs, l'invention permet de disposer d'un couple important à basse vitesse procurant un bon agrément de conduite. L'architecture selon l'invention présente également un caractère économique, dans la mesure où elle peut être mise en oeuvre avec des applications 48 Volts et ne nécessite le développement que d'un seul actionneur pour assurer le passage d'un rapport de vitesse à l'autre. On note également que l'invention permet de remplir les critères de redondance imposés par les véhicules automobiles autonomes grâce à l'utilisation combinée de deux machines électriques tournantes.
Selon une réalisation, ladite chaîne de traction est configurée de telle façon qu'à basse vitesse du véhicule automobile, le premier rapport de vitesse ou la position neutre est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule. Selon une réalisation, ladite chaîne de traction est configurée de telle façon qu'à haute vitesse du véhicule automobile, le deuxième rapport de vitesse ou la position neutre est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule. Selon une réalisation, un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la première machine électrique tournante et une vitesse des roues est compris entre 5:1 et 20:1 , et vaut de préférence 10:1.
Selon une réalisation, le premier rapport de vitesse présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique tournante et une vitesse des roues compris entre 10:1 et 50:1 , et valant de préférence 30:1. (aprèrs réflexion c'est mieux adaptée)
Selon une réalisation, le deuxième rapport de vitesse présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique tournante et une vitesse des roues compris entre 2:1 et 10:1 , et valant de préférence 5:1.
Selon une réalisation, la première machine électrique tournante est une machine à excitation rotorique apte à être désexcitée lorsque la vitesse du véhicule devient supérieure à un seuil.
Selon une réalisation, la deuxième machine électrique tournante est du type synchrone à aimants permanents.
Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique sont d'un même type, par exemple du type synchrone à aimants permanents.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant une chaîne de traction telle que précédemment définie.
Selon une réalisation, la chaîne de traction est montée sur un train avant dudit véhicule automobile.
Selon une réalisation, la chaîne de traction est montée sur un train arrière dudit véhicule automobile. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'une architecture de traction pour véhicule automobile selon la présente invention;
La figure 2 est une représentation schématique des réseaux électriques interfacés mis en oeuvre dans la présente invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d’une figure à l’autre. La figure 1 montre une chaîne de traction 10 pour véhicule automobile comportant une première machine électrique tournante 1 1 et une deuxième machine électrique tournante 12. Les machines électriques 1 1 , 12 sont aptes à fonctionner dans un mode générateur lors d'une phase de freinage récupératif pour recharger une batterie, ainsi que dans un mode moteur pour assurer un roulage électrique ou hybride du véhicule dans le cas où ce dernier comporte également un moteur thermique. Chaque machine électrique 1 1 , 12 est associée à un onduleur qui pourra être fixé à l'arrière de la machine ou être séparé de la machine. Un circuit de refroidissement des machines électriques 1 1 , 12 pourra être à base d'eau ou d'huile. La première machine électrique 1 1 est avantageusement une machine à excitation rotorique (synchrone ou asynchrone). La machine électrique 1 1 pourra être désexcitée lorsque la vitesse du véhicule devient supérieure à un seuil. La machine électrique 1 1 est en permanence accouplée avec des roues 13 d'un train 14 du véhicule. Ce train pourra être le train avant ou le train arrière du véhicule automobile. Avantageusement, un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la première machine électrique 1 1 et une vitesse des roues 13 est compris entre 5:1 et 20:1 , et vaut de préférence 10:1. La notation X:1 signifie que lorsque la machine électrique 1 1 fait X tours, les roues 13 font 1 tour. La deuxième machine électrique 12 est avantageusement une machine électrique du type synchrone à aimants permanents. La deuxième machine électrique 12 est accouplée aux roues 13 du train 14 par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 16 ayant au moins deux rapports de vitesse R1 , R2 et une position neutre N dans laquelle la deuxième machine électrique 12 est désaccouplée des roues 13 du véhicule automobile. Le premier rapport de vitesse R1 présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique 12 et une vitesse des roues 13 qui est compris entre 10:1 et 50:1 , et vaut de préférence 30:1. Le deuxième rapport de vitesse R2 présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique 12 et une vitesse des roues 13 qui est compris entre 2:1 et 10:1 , et vaut de préférence 5:1.
La chaîne de traction 10 est configurée de telle façon qu'à basse vitesse du véhicule automobile, c’est-à-dire lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à un premier seuil S1 , le premier rapport de vitesse R1 ou la position neutre N est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule. En outre, la chaîne de traction 10 est configurée de telle façon qu'à haute vitesse, c’est- à-dire lorsque la vitesse du véhicule devient égale ou supérieure au seuil S1 , le deuxième rapport de vitesse R2 ou la position neutre est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule. Le seuil S1 est par exemple compris entre 40km/h et 100km/h. Dans l'exemple représenté, le dispositif d'accouplement 16 comporte un crabot 19 solidaire en rotation avec un arbre 20 de la deuxième machine électrique 12 tout en étant mobile axialement, suivant les flèches F, pour lier sélectivement en rotation un pignon fou 21 , c’est-à-dire libre en rotation lorsqu'il n'est pas craboté, du premier rapport de vitesse R1 ou un pignon fou 22 du deuxième rapport de vitesse R2. La position intermédiaire du crabot 19 dans laquelle ce dernier n'est pas lié au pignon 21 , ni au pignon 22, permet de désaccoupler mécaniquement la machine électrique 12 par rapport au roues 13 à haute vitesse et correspond à la position neutre N.
En l'occurrence, le pignon 21 du premier rapport R1 coopère avec un pignon 23 solidaire en rotation de l'arbre 24 de la première machine électrique 1 1.
Le pignon 22 du deuxième rapport R2 coopère avec un pignon 25 solidaire de l'arbre 24 de la première machine électrique 1 1. Le pignon 22 du deuxième rapport de vitesse R2 est également lié en rotation avec un pignon 26 monté libre en rotation sur l'arbre 20 de la deuxième machine électrique 12. Ce pignon 26 est en prise avec un différentiel 27 monté sur le train portant les roues 13. On décrit ci-après le chemin du couple lors des différentes positions du dispositif d'accouplement 16. Lorsque le crabot 19 est en position neutre N, seule la première machine électrique 1 1 peut transmettre du couple au roues 13 via le pignon 25 et les pignons 22, 26 montés fous sur l'arbre 20 tout en étant connectés au différentiel 27. Il est à noter que les deux pignons 22, 26 pourraient être remplacés par un pignon unique.
Lorsque le premier rapport de vitesse R1 est engagé, le couple de la deuxième machine électrique 12 est transmis via le pignon 21 , le pignon 23, les pignons 25, 22, et 26 ainsi que le différentiel 27. La première machine électrique 1 1 pourra également transmettre du couple aux roues 13 ou non en fonction du besoin.
Lorsque le deuxième rapport de vitesse R2 est engagé, le couple de la deuxième machine électrique 12 est transmis via les pignons 22, 26 ainsi que le différentiel 27. La première machine électrique 11 pourra également transmettre du couple aux roues 13 ou non en fonction du besoin. Comme on peut le voir sur la figure 2, les deux machines électriques tournantes 1 1 , 12 sont connectées à un premier réseau électrique 28 sur lequel sont également branchées deux batteries 29, 30 pour une redondance de fonction. Ce réseau électrique 28 présente une tension de fonctionnement inférieure à 60 Volts. Avantageusement, la tension de fonctionnement du réseau électrique est de 48 Volts. D'autres charges électriques 31 pourront également être connectées sur le réseau électrique 28. La même architecture s’applique aussi sur la haute tension.
Chaque machine électrique 1 1 , 12 pourra présenter une puissance comprise entre 10kW et 25 kW (ou plus dans le cas de haute tension) et fournir un couple compris entre 20Nm et 200Nm (ou plus dans le cas de haute tension) notamment en fonction de sa longueur. Le réseau électrique 28 est interfacé avec un deuxième réseau électrique 33 basse tension par l'intermédiaire d'un convertisseur continu/continu 34. Un démarreur 35 optionnel assurant les démarrages à froid d'un éventuel moteur thermique (dans le cas d'une configuration hybride), ainsi que des consommateurs électriques 36 du véhicule de type éclairage, actionneurs de vitres ou de sièges, et contrôle moteur, sont connectés au réseau électrique 33. Ce réseau électrique 33 associé à une batterie 37 présente une tension de fonctionnement inférieure à celle du premier réseau électrique 28. La tension de fonctionnement du réseau électrique 28 est de préférence de l'ordre de 12 Volts ou 24 Volt (pour les camions). Dans un mode de réalisation particulier, il sera également possible d'intégrer les onduleurs des machines électriques 1 1 , 12 ainsi que le convertisseur 34 à l'intérieur d'un même boîtier.
Suivant une configuration hybride particulière, les deux machines électriques 11 , 12 et le dispositif d'accouplement 16 sont implantés sur le train arrière d'un véhicule automobile comportant en outre un moteur thermique assurant la traction du train avant.
Le véhicule ayant une masse de l'ordre de 1500kg, la première machine électrique 1 1 à excitation rotorique pourra présenter une puissance de 12kW et un couple maximal de 55N.m, tandis que la deuxième machine électrique 12 de type synchrone à aimants permanents pourra présenter une puissance de 12kW et un couple maximal de 30N.m.
Les machines électriques 1 1 , 12 pourront être connectées sur le réseau électrique continu de 48V. Les machines électriques 1 1 , 12 pourront partager le même circuit de refroidissement. La chaîne de traction 10 pourra être pilotée suivant la stratégie suivante. Au décollage, l'engagement du premier rapport R1 permet de garantir un couple aux roues 13 supérieur à 1700N.m, ce qui correspond à une accélération supérieure à 2.5m/s2.
Le changement vers le deuxième rapport de vitesse R2 est effectué lorsque la vitesse du véhicule atteint le seuil S1 , par exemple de l'ordre de 50km/h. Afin d'augmenter l'accélération, les deux machines électriques 1 1 , 12 peuvent fournir du couple simultanément.
Au-delà d'un deuxième seuil de vitesse S2 par exemple de l'ordre de 130km/h, le rapport neutre N est engagé pour minimiser les pertes électriques en désaccouplant la deuxième machine électrique 12 par rapport aux roues 13. La première machine électrique 1 1 pourra être désexcitée pour limiter les pertes électriques. Compte tenu du faible délai pour exciter le rotor, elle pourra assurer une récupération quasi-immédiate d'énergie électrique au freinage.
Lors de décélérations à vitesse très élevée, par exemple de l'ordre de 170km/h, le deuxième rapport R2 est engagé pour la récupération d'énergie.
Le crabot 19 pourra par exemple être déplacé par un actionneur piloté par une unité de commande 32 notamment en fonction des seuils de vitesse S1 et S2, tel que montré sur la figure 1.
Suivant une configuration électrique particulière, les deux machines électriques 1 1 , 12 et le dispositif d'accouplement 16 sont implantés sur le train avant ou arrière d'un véhicule automobile de petit gabarit, par exemple de l'ordre de 1000kg.
La première machine électrique 1 1 et la deuxième machine électrique 12 sont des machines électriques de type synchrone à aimants permanents présentant une puissance de 12kW et un couple maximal de 30N.m. Les machines électriques 1 1 , 12 pourront être connectées sur un réseau électrique de 48V. Les machines électriques 1 1 , 12 pourront partager le même circuit de refroidissement.
La chaîne de traction 10 pourra être pilotée suivant la stratégie suivante. Au décollage, l'engagement du premier rapport R1 permet de garantir un couple aux roues 13 engendrant une accélération supérieure à 3m/s2.
Le deuxième rapport de vitesse R2 est engagé lorsque la vitesse du véhicule atteint un seuil de 95km/h afin d'optimiser l'accélération ainsi que la récupération d'énergie au freinage. Lorsque le véhicule atteint une vitesse stabilisée de l'ordre de 100km/h, le rapport de vitesse N est engagé pour minimiser les pertes électriques en désaccouplant la machine électrique 12 par rapport aux roues 13.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.
En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Chaîne de traction (10) pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- une première machine électrique tournante (1 1 ),
- une deuxième machine électrique tournante (12),
- la première machine électrique tournante (1 1 ) étant en permanence accouplée avec des roues (13) d'un train (14) du véhicule automobile,
- la deuxième machine électrique tournante (12) étant accouplée aux roues (13) dudit train (14) par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement (16) ayant au moins un premier rapport de vitesse (R1 ), un deuxième rapport de vitesse (R2), ainsi qu'une position neutre (N) dans laquelle la deuxième machine électrique tournante (12) est désaccouplée des roues (13) du train (14) du véhicule automobile.
2. Chaîne de traction (10) selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle est configurée de telle façon qu'à basse vitesse du véhicule automobile, le premier rapport de vitesse (R1 ) ou la position neutre (N) est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule.
3. Chaîne de traction (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est configurée de telle façon qu'à haute vitesse du véhicule automobile, le deuxième rapport de vitesse (R2) ou la position neutre (N) est sélectionné en fonction d'un besoin en couple du véhicule.
4. Chaîne de traction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la première machine électrique (11 ) tournante et une vitesse des roues (13) est compris entre 5:1 et 20:1 , et vaut de préférence 10:1.
5. Chaîne de traction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le premier rapport de vitesse (R1 ) présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique tournante (12) et une vitesse des roues (13) compris entre 10:1 et 50:1 , et valant de préférence 30:1.
6. Chaîne de traction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le deuxième rapport de vitesse (R2) présente un ratio de réduction de vitesse entre une vitesse de la deuxième machine électrique tournante (12) et une vitesse des roues (13) compris entre 2:1 et 10:1 , et valant de préférence 5:1.
7. Chaîne de traction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (1 1 ) est une machine à excitation rotorique apte à être désexcitée lorsque la vitesse du véhicule devient supérieure à un seuil.
8. Chaîne de traction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la deuxième machine électrique tournante (12) est du type synchrone à aimants permanents.
9. Chaîne de traction (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (1 1 ) et la deuxième machine électrique (12) sont d'un même type, par exemple du type synchrone à aimants permanents.
10. Véhicule automobile comportant une chaîne de traction (10) telle que définie selon l'une quelconque des revendications précédentes.
1 1. Véhicule automobile selon la revendication 10, caractérisé en ce que la chaîne de traction (10) est montée sur un train avant dudit véhicule automobile.
12. Véhicule automobile selon la revendication 10, caractérisé en ce la chaîne de traction (10) est montée sur un train arrière dudit véhicule automobile.
PCT/FR2018/052834 2017-12-21 2018-11-14 Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes WO2019122553A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1762728A FR3075700B1 (fr) 2017-12-21 2017-12-21 Chaine de traction amelioree de vehicule automobile comprenant deux machines electriques tournantes
FR1762728 2017-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019122553A1 true WO2019122553A1 (fr) 2019-06-27

Family

ID=61028054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2018/052834 WO2019122553A1 (fr) 2017-12-21 2018-11-14 Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3075700B1 (fr)
WO (1) WO2019122553A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3097810A1 (fr) * 2019-06-30 2021-01-01 Valeo Embrayages Système de transmission électrique, notamment 48V, pour véhicule doté d’un prolongateur d’autonomie et procédé de pilotage de ce système
DE102019210779A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-21 Magna powertrain gmbh & co kg Elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb des Antriebssystems

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3115736B1 (fr) 2020-11-02 2024-03-29 Renault Sas Groupe motopropulseur pour véhicule automobile à propulsion ou traction électrique et procédé de commande associé

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951995A1 (fr) * 2009-11-05 2011-05-06 Renault Sa Groupe motopropulseur hybride multirapports a deux machines electriques
WO2011128539A1 (fr) * 2010-04-16 2011-10-20 Renault S.A.S. Systeme de motorisation hybride
US20120221197A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Aisin Aw Co., Ltd. Electric vehicle drive system
DE102013007354A1 (de) * 2013-04-27 2014-10-30 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102015215393A1 (de) * 2015-08-12 2016-09-29 Continental Automotive Gmbh Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug und Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs
WO2017089449A1 (fr) * 2015-11-24 2017-06-01 Borgwarner Sweden Ab Système de ligne d'arbres de transmission de véhicule

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951995A1 (fr) * 2009-11-05 2011-05-06 Renault Sa Groupe motopropulseur hybride multirapports a deux machines electriques
WO2011128539A1 (fr) * 2010-04-16 2011-10-20 Renault S.A.S. Systeme de motorisation hybride
US20120221197A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Aisin Aw Co., Ltd. Electric vehicle drive system
DE102013007354A1 (de) * 2013-04-27 2014-10-30 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102015215393A1 (de) * 2015-08-12 2016-09-29 Continental Automotive Gmbh Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug und Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs
WO2017089449A1 (fr) * 2015-11-24 2017-06-01 Borgwarner Sweden Ab Système de ligne d'arbres de transmission de véhicule

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3097810A1 (fr) * 2019-06-30 2021-01-01 Valeo Embrayages Système de transmission électrique, notamment 48V, pour véhicule doté d’un prolongateur d’autonomie et procédé de pilotage de ce système
DE102019210779A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-21 Magna powertrain gmbh & co kg Elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb des Antriebssystems

Also Published As

Publication number Publication date
FR3075700B1 (fr) 2022-03-25
FR3075700A1 (fr) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2694309B1 (fr) Transmission hybride pour vehicule automobile et procede de commande
EP1453694B9 (fr) Dispositif de transmission de puissance a au moins deux trains epicycloïdaux
EP3581416B1 (fr) Dispositif de transmission, notamment pour véhicule électrique
WO2006125876A1 (fr) Boite de vitesses a double embrayage
FR2583683A1 (fr) Vehicule hybride a moteur a combustion interne et moteur electrique, notamment autobus
WO2019122553A1 (fr) Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes
FR3016319A1 (fr) Transmission pour vehicule automobile a propulsion hybride et procede de commande associe
EP2512893A1 (fr) Procede de pilotage d'un dispositif de motorisation de vehicule hybride, et dispositif associe
FR2928583A1 (fr) Transmission pour machine electrique de vehicule hybride.
FR2742703A1 (fr) Transmission differentielle pour un vehicule a motorisation hybride
FR3080069A1 (fr) Chaine de traction optimisee de vehicule automobile comprenant deux machines electriques tournantes
FR3065920B1 (fr) Architecture de traction pour vehicule automobile comprenant deux machines electriques tournantes reversibles
EP2505409A1 (fr) Groupe motopropulseur pour véhicule hybride.
WO2011055050A1 (fr) Groupe motopropulseur hybride multirapports a deux machines electriques
FR2967620A1 (fr) Vehicule hybride a deux trains d'engrenages epicycloidaux a derivation de puissance et a efficacite energetique amelioree
FR3137618A1 (fr) Architecture de traction pour véhicule automobile à double machines électriques tournantes
FR3081391A1 (fr) Architecture de traction pour vehicule automobile a double machines electriques tournantes
FR2814988A1 (fr) Groupe motopropulseur hybride a double commande pour un vehicule
FR2814989A1 (fr) Groupe motopropulseur hybride comportant des moyens de freinage
FR3067664A1 (fr) Architecture de traction hybride basse tension pour vehicule automobile
WO2018229212A1 (fr) Architecture de traction munie d'un dispositif d'accouplement à deux rapports entre une machine électrique tournante et un train arrière de véhicule automobile
FR3056157A1 (fr) Systeme de transmission de puissance pour vehicule automobile
EP4094963A1 (fr) Sous-ensemble hybride d'entraînement d'un véhicule, groupe moteur hybride et procédé d'entraînement hybride
FR2833538A1 (fr) Dispositif de transmission de puissance et groupe motopropulseur hybride associe
FR3135423A1 (fr) Train electrique modulaire pour vehicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18816192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18816192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1