Brevet FR3019105A1 — publié le 20151002

SYSTEME DE MOTORISATION POUR VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE, COMPORTANT DEUX MACHINES ELECTRIQUES DE CHAQUE COTE D'UNE TRANSMISSION La présente invention concerne un système de motorisation électrique pour un véhicule électrique ou hybride, ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel système de motorisation. Un type de véhicule hybride connu comporte un moteur thermique entraînant les roues avant, et une machine électrique disposée entre les roues arrière, qui entraîne par une transmission comprenant un différentiel ces deux roues arrière. La machine électrique pouvant travailler en moteur ou en génératrice, est reliée à une batterie permettant de stocker une énergie électrique délivrée par le moteur thermique, ou récupérée lors des ralentissements du véhicule, afin de la restituer ensuite, lors des accélérations notamment. Une motorisation pour ces véhicules, réalisée suivant un type connu, présentée notamment par le document FR-A1-2931399, comporte une unique machine électrique disposée transversalement, qui entraîne un réducteur de vitesse relié à un différentiel central répartissant le mouvement vers deux arbres liés aux roues motrices. La machine électrique disposée sous le plancher du véhicule, est alimentée par un onduleur qui reçoit le courant venant de la batterie. La machine électrique est alors généralement réalisée spécifiquement pour cette application de manière à obtenir des caractéristiques adaptées, en particulier de puissance, de couple et de vitesse de rotation. On obtient dans ce cas une machine électrique produite en petite série, qui est relativement onéreuse. Il est connu par ailleurs d'utiliser deux machines électriques pour motoriser les deux roues d'un train du véhicule, reliées à une même transmission comportant un différentiel, ce qui permet d'utiliser des machines plus petites qui peuvent se trouver dans des gammes standards couramment utilisées en grande série pour d'autres applications. Toutefois un problème qui se pose est de prévoir des fixations du système de motorisation qui sont réalisées de manière économique, tout en lui donnant une bonne stabilité. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système de motorisation pour un véhicule électrique ou hybride, comportant deux machines électriques disposées suivant un même axe transversal, en opposition de chaque côté d'une transmission centrale, pour motoriser cette transmission prévue pour entraîner les roues d'un train du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte suivant l'axe longitudinal du véhicule, pour sa liaison avant et arrière sur la caisse de ce véhicule, d'un côté des moyens de fixation disposés sur la transmission, et de l'autre côté des moyens de fixations se trouvant sur chacune des machines électriques. Un avantage de ce système de motorisation est que de manière simple et économique, on peut récupérer des fixations transversales se trouvant d'origine sur des machines électriques standards. De plus pour chaque machine on dégage son extrémité extérieure, qui par ailleurs ne subit pas de contrainte élevée liée à sa fixation, ce qui permet 20 de disposer dessus un équipement de la machine plus fragile comme un onduleur intégré. Le système de motorisation selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 25 Avantageusement, les moyens de fixation sur la transmission comportent deux bras parallèles venant de chaque côté de cette transmission. Dans ce cas, les bras peuvent être fixés sur la transmission par des vis traversant à la fois la transmission et les deux bras. 30 Avantageusement, les moyens de fixation sur chaque machine électrique comportent des chapes formées sur le côté de cette machine. Avantageusement, chaque chape comporte deux pattes disposées axialement aux extrémités de la machine électrique. Avantageusement, chaque machine électrique reçoit sur son extrémité extérieure un onduleur qui la commande. Avantageusement, un même tirant traversant les chapes, relie les deux machines électriques en les serrant en même temps sur la transmission. Avantageusement, les liaisons comportent des moyens d'isolation élastique. L'invention a aussi pour objet un véhicule comportant un système de motorisation comprenant deux machines électriques disposées suivant un même axe transversal, en opposition de chaque côté d'une transmission centrale, pour motoriser cette transmission prévue pour entraîner les roues d'un train de ce véhicule, ce système de motorisation comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. En particulier, le véhicule peut comporter un moteur thermique entraînant les roues avant, le système de motorisation entraînant les roues arrière. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'un système de motorisation selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue de dessous d'un véhicule hybride comportant cette motorisation sur son train arrière. Sur ces deux figures la flèche notée « AV » indique le côté tourné vers l'avant du véhicule. La figure 1 présente un système de motorisation comprenant un plan de symétrie positionné suivant l'axe longitudinal du véhicule, comportant deux machines électriques 2 disposées suivant un même axe transversal, qui sont fixées de chaque côté d'une transmission 6 par une face d'appui se trouvant sur leur côté appelé côté intérieur. Chaque machine électrique 2 comporte sur son côté extérieur, un onduleur intégré 4 disposant d'un diamètre sensiblement égal à celui de cette machine, qui transforme le courant pour permettre une liaison vers une batterie formant un stockage d'énergie électrique. Ces machines électriques 2 forment ainsi un ensemble compact, comprenant leurs onduleurs 4 qui sont bien intégrés dessus. En variante les onduleurs 4 peuvent être déportés pour utiliser des 10 moteurs ne recevant pas directement dessus cet équipement, ils peuvent notamment être disposés à proximité de la batterie de stockage d'énergie. Les machines électriques 2 entraînent toutes les deux d'abord un réducteur se trouvant dans la transmission 6, puis un différentiel répartissant le mouvement sur chaque roue. 15 En option la transmission 6 peut comporter un crabot qui permet de désolidariser les machines électriques 2 du différentiel intérieur, afin d'éviter d'avoir à entraîner en permanence ces machines quand elles ne sont pas utilisées. En particulier ce crabot permet d'utiliser pour la transmission 6 un rapport suffisamment démultiplié afin d'obtenir un couple plus fort, tout en 20 évitant une vitesse de rotation trop élevée des machines électriques 2 par un dégagement du crabot, quand la vitesse du véhicule est importante. Chaque machine électrique 2 comporte vers l'arrière, sur le côté intérieur deux pattes intérieures 10 prolongeant la face d'appui sur la transmission 6, ainsi que sur le côté extérieur deux autres pattes extérieures 25 12, chacune étant axialement alignée sur une patte intérieure. De cette manière chaque jeu comprenant une patte extérieure 12 et une patte intérieure 10 alignées, formant une chape espacée suivant la longueur de la machine électrique 2, reçoit un même perçage se prolongeant, destiné à recevoir un tirant pour réaliser une fixation arrière sur la caisse du véhicule. 30 On notera que les pattes latérales 10, 12 des machines électriques 2 constituent des moyens de fixation standard de ce type de machine produit 3019 105 5 en grande série, qui dégagent à la fois la face avant comportant l'arbre de sortie, et la face arrière pouvant recevoir un équipement électrique. La transmission 6 comporte de chaque côté, en avant des machines électriques 2, un bossage circulaire 8 comportant une sortie centrale 5 destinée à recevoir un arbre entraînant une roue arrière du véhicule. La partie avant du carter de la transmission 6 se prolonge en avant des bossages circulaires 8, par deux bras 14 formant des tôles parallèles disposées dans un plan vertical, qui réalisent une fixation avant sur la caisse du véhicule. En particulier les deux bras 14 peuvent être serrés sur la transmission 6 par des vis traversant l'ensemble, ce qui constitue un moyen économique et rapide d'assemblage. La figure 2 présente le train arrière comportant une traverse déformable 20 reliant deux bras de suspension 22 disposés longitudinalement, chacun de ces bras étant fixé à l'avant par un pivot à la caisse du véhicule, et recevant à l'arrière un moyeu d'une roue arrière. Un réservoir de carburant 24 est disposé en avant de la traverse déformable 20. Le système de motorisation vient en arrière de la traverse déformable 20, chaque sortie de la transmission 6 venant sensiblement au niveau de l'axe des roues pour recevoir un arbre d'entraînement de ces roues. Une barre transversale 28 disposée au niveau inférieur du système de motorisation, comporte ses extrémités coudées qui remontent pour venir se fixer en dessous des longerons arrière 26 de la caisse du véhicule. La barre transversale 28 comporte deux supports identiques 30 décalés latéralement, disposés verticalement, qui constituent chacun un bloc venant s'ajuster dans la chape formée sur chaque machine électrique 2, entre ses deux pattes intérieures 10 et ses deux pattes extérieures 12. Sur chaque jeu formé par une patte intérieure 10 et une patte extérieure 12 d'une machine électrique 2, un tirant 32 comportant un filetage, traverse simultanément ces deux pattes ainsi que le support 30 intercalé entre elles, afin d'effectuer une fixation arrière de l'ensemble de motorisation sur la barre transversale 28. On obtient ainsi pour chaque support 30, deux tirants 32 de fixation sur la machine électrique 2. En variante pour réduire le nombre de composants et le temps de montage, on peut disposer un même tirant qui traverse simultanément les pattes alignées 10, 12 des deux machines électriques 2, afin de serrer en même temps ces deux machines sur la transmission 6. On a alors seulement deux tirants longs pour fixer l'ensemble de motorisation sur la barre transversale 28. L'extrémité avant des deux bras 14 est fixée sur une traverse 34 de la caisse du véhicule, qui se trouve au-dessus de la traverse déformable 20 du train arrière. On obtient un ensemble de motorisation fixé sous la caisse du véhicule par des fixations avant et arrière éloignées, et par les deux fixations arrière sur chacune des machines électriques 2, comportant un certain espacement latéral, ce qui donne une stabilité au système de motorisation. On notera que les fixations arrière dégagent l'extrémité extérieure des machines électriques 2, ce qui permet à ces extrémités de recevoir les onduleurs 4 contenant des systèmes électroniques, disposant d'un capot léger qui ne peut subir des contraintes importantes, et supporter une fixation dessus. L'isolation vibratoire de l'ensemble de motorisation par rapport à la caisse du véhicule, pour éviter de transmettre des vibrations et des bruits, est assurée par des liaisons élastiques disposées à la fois sur les fixations avant et arrière. Pour la fixation avant, on peut disposer en particulier des liaisons élastiques entre les bras 14 et la transmission 6, ou entre ces bras et la traverse 34. Pour la fixation arrière, on peut disposer en particulier des liaisons élastiques entre les supports 30 et les machines électriques 2, ou entre ces supports et la barre transversale 28. On peut aussi disposer des liaisons élastiques entre les extrémités de la barre transversale 28 et les longerons arrière 26 la supportant. On peut enfin pour chaque fixation avant ou arrière, disposer deux liaisons élastiques en série pour améliorer le découplage vibratoire. On peut disposer en particulier une liaison élastique entre le système de motorisation et la barre transversale 28, et une autre entre cette barre et les longerons 26. De plus les liaisons élastiques sur les différentes fixations du système de motorisation, évitent un montage trop rigide de ce système qui serait hyperstatique, et générerait des contraintes fortes dans les carters. Le système de motorisation suivant l'invention permet d'utiliser des machines électriques 2 disposant de leurs onduleurs 4 fixés sur l'extrémité, et de pattes de fixations latérales 10, 12, qui constituent un standard dans la fabrication de ce type de machine. On peut utiliser alors des éléments produits en grande série, dont les coûts sont nettement plus faibles. Le système de motorisation forme un sous-ensemble qui vient se fixer facilement sous la caisse du véhicule, il est en particulier compatible avec les trains arrière à traverse déformable qui sont économiques. REVENDICATIONS1 - Système de motorisation pour un véhicule électrique ou hybride, comportant deux machines électriques (2) disposées suivant un même axe transversal, en opposition de chaque côté d'une transmission centrale (6), pour motoriser cette transmission prévue pour entraîner les roues d'un train du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte suivant l'axe longitudinal du véhicule, pour sa liaison avant et arrière sur la caisse de ce véhicule, d'un côté des moyens de fixation disposés sur la transmission (6), et de l'autre côté des moyens de fixations (10, 12) se trouvant sur chacune des machines électriques (2). 2 - Système de motorisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation sur la transmission (6) comportent deux bras parallèles (14) venant de chaque côté de cette transmission. 3 - Système de motorisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bras (14) sont fixés sur la transmission (2) par des vis traversant à la fois la transmission et les deux bras. 4 - Système de motorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de fixation sur chaque 20 machine électrique (2) comportent des chapes formées sur le côté de cette machine. 5 - Système de motorisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque chape comporte deux pattes (10, 12) disposées axialement aux extrémités de la machine électrique (2). 25 6 - Système de motorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque machine électrique (2) reçoit sur son extrémité extérieure un onduleur qui la commande (4). 7 - Système de motorisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un même tirant (32) traversant les chapes, relie 30 les deux machines électriques (2) en les serrant en même temps sur la transmission (6). 8 - Système de motorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les liaisons comportent des moyens d'isolation élastique. 9 - Véhicule comportant un système de motorisation comprenant deux machines électriques (2) disposées suivant un même axe transversal, en opposition de chaque côté d'une transmission centrale (6), pour motoriser cette transmission prévue pour entraîner les roues d'un train de ce véhicule, caractérisée en ce que ce système de motorisation est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 10 Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur thermique entraînant les roues avant, le système de motorisation entraînant les roues arrière.