Brevet FR3040741A1 — publié le 20170310

Compresseur de sur-alimentation électrique La présente invention concerne notamment un compresseur de sur-alimentation électrique de véhicule automobile. Il existe un besoin de refroidir de manière efficace ce type de compresseur. La présente invention vise notamment à atteindre ce but. L'invention a ainsi pour objet un compresseur de suralimentation électrique de véhicule automobile, ce compresseur comportant : - une machine électrique tournante, - une roue de compresseur agencée pour être entrainée en rotation par la machine électrique, - un ensemble électronique relié électriquement à la machine électrique, un canal de refroidissement agencé pour refroidir au moins l'ensemble électronique, ce canal recevant un liquide de refroidissement, - un chemin de refroidissement pour une circulation d'air agencée pour refroidir la machine électrique et/ou l'ensemble électronique en plus du canal de refroidissement à liquide. 25 Grâce à l'invention, les deux types de refroidissement par liquide et par air, additionnés l'un à l'autre, permettent un refroidissement efficace du compresseur. La circulation d'air permet l'évacuation de calories en dehors du compresseur. 30 Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le moteur comprend un boitier et le chemin de refroidissement comprend au moins un 3040741 2 orifice formé par le boitier pour la circulation d'air, notamment une pluralité d'orifices, notamment au moins un orifice d'entrée et un orifice de sortie d'air. Avantageusement le chemin de refroidissement d'air est au 5 moins partiellement entre la roue de compresseur et la machine électrique. La machine électrique comporte notamment un couvercle pourvu d'orifices et le chemin de refroidissement par air passe par ces orifices. De préférence le chemin de refroidissement vient en contact direct avec au moins certains composants de l'ensemble électronique. 10 Avantageusement le chemin de refroidissement par air est agencé pour refroidir le stator de la machine. Le compresseur, le cas échéant, comprend une paroi transversale séparant la roue de la machine électrique, cette paroi comprenant le canal de refroidissement. Autrement dit cette paroi 15 transversale est entre la roue et la machine électrique. Cette paroi transversale coopère notamment avec un roulement, notamment un roulement à billes, de l'arbre de la machine électrique. Avantageusement l'ensemble électronique est placé sur la paroi transversale. 20 De préférence l'ensemble électronique est placé entre le stator de la machine et la paroi transversale. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'ensemble électronique comporte au moins un composant électronique de puissance, notamment une capacité. Le cas échéant, l'ensemble électronique comporte au moins un composant électronique de commande, notamment un transistor. L'ensemble électronique peut comporter au moins une sonde de mesure. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la machine 30 électrique est un moteur dont le rotor comporte au moins un aimant permanent. 3040741 3 Le stator comprend par exemple un bobinage électrique Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le compresseur (« electric supercharger » en anglais) vient en complément d'un turbocompresseur pour palier son temps de réponse (dû à son inertie 5 et au temps nécessaire pour que les gaz d'échappement ait une énergie suffisante pour l'entrainer). Le compresseur fournit une suralimentation en quelques centaines de millisecondes jusqu'à ce que le turbocompresseur ait une vitesse suffisante pour prendre le relais. Le compresseur est disposé sur le conduit d'admission en amont 10 ou en aval, de préférence en amont, du moteur thermique pour permettre de comprimer l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur thermique. La machine électrique, agissant en moteur, est activée pour entraîner la roue du compresseur afin de minimiser le temps de réponse en 15 couple, notamment lors des phases transitoires à l'accélération, ou en phase de redémarrage automatique du moteur thermique après une mise en veille (fonctionnement « stop and start » en anglais). La vitesse de rotation de ce type de machine électrique peut atteindre 70000 tours/min. 20 Selon une réalisation, ladite machine électrique tournante présente un temps de réponse de l'ordre de 250ms pour passer de 5000 à 70000 tours/min. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 25 description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe, schématique et partielle, d'un compresseur électrique selon un exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un compresseur de sur-alimentation électrique 1 comportant une roue 2 munie d'ailettes 3 apte à aspirer, via 3040741 4 une entrée 4, de l'air non-comprimé issu d'une source d'air (non représentée) et à refouler de l'air comprimé via la sortie 5 après passage dans une volute 6. La sortie 5 peut être reliée à un répartiteur d'admission (non représenté) situé en amont du moteur à explosions du véhicule afin 5 d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur à combustion. En l'occurrence, l'aspiration de l'air est réalisée suivant une direction axiale, c'est-à-dire suivant l'axe X de la roue 2, et le refoulement est réalisé suivant une direction radiale sensiblement perpendiculaire à l'axe X de la roue 2. La roue 2 est entraînée par une machine électrique 7 montée à 10 l'intérieur du boitier ou carter 8. Cette machine électrique 7 comporte un stator 9, qui peut être polyphasé, entourant un rotor 10 avec présence d'un entrefer. Ce stator 9 est monté dans le carter 8. Le rotor 10 est solidaire d'un arbre 19 coopérant avec des roulements 20a et 20b. L'arbre 19 est lié en rotation avec la roue 2 ainsi qu'avec le rotor 10. 15 Le stator 9 comporte un corps 25 constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, encore appelé paquet de tôles 25, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de phase qui froment un bobinage 48. Le rotor 10 d'axe de rotation X est par exemple à aimants 20 permanents. Le rotor 10 comporte un corps formé ici par un empilement de tôles. En variante, le rotor 10 peut être dépourvu d'aimants permanents. Le boitier ou carter 8 est réalisé par moulage, notamment d'aluminium. Le boitier 8 comporte un canal de refroidissement 50 pour le 25 passage d'un fluide de refroidissement, notamment de l'eau. Ce canal de refroidissement 50 s'étend au moins partiellement autour de l'arbre 19. Le compresseur 1 comporte : - un ensemble électronique 30 relié électriquement à la machine 30 électrique 7, 3040741 5 le canal de refroidissement 50 agencé pour refroidir l'ensemble électronique 30, un chemin de refroidissement 31 pour une circulation d'air agencée pour refroidir la machine électrique et l'ensemble 5 électronique en plus du canal de refroidissement à eau 50. Le chemin de refroidissement 31 comprend des orifices d'entrée 32 et des orifices de sortie d'air 33. Le chemin de refroidissement d'air 31 passe entre la roue 2 de 10 compresseur et la machine électrique 7. La machine électrique peut comporter un couvercle, non représenté, pourvu d'orifices et le chemin de refroidissement par air passe par ces orifices. Le chemin de refroidissement 31 vient en contact direct avec au 15 moins certains composants de l'ensemble électronique 30. Avantageusement le chemin de refroidissement par air 31 est agencé pour refroidir le stator de la machine. Le compresseur 1 comprend une paroi transversale 35 séparant la roue 2 de la machine électrique 7, cette paroi 35 comprenant le canal de 20 refroidissement 50. Autrement dit cette paroi transversale est entre la roue et la machine électrique. Cette paroi transversale 35 coopère avec le roulement 20a, notamment un roulement à billes, de l'arbre de la machine électrique. L'ensemble électronique 30 est placé sur la paroi transversale 25 35. Le chemin de refroidissement 31 passe ainsi entre la paroi 35 et le stator 9. L'ensemble électronique 30 est placé entre le stator 9 de la machine et la paroi transversale 35. 3040741 6 L'ensemble électronique 30 comporte une ou plusieurs capacités 57, au moins un transistor et éventuellement une sonde de mesure, par exemple de température. REVENDICATIONS1. Compresseur de sur-alimentation électrique de véhicule automobile, ce compresseur comportant : une machine électrique tournante (7), une roue de compresseur (2) agencée pour être entrainée en rotation par la machine électrique, un ensemble électronique (30) relié électriquement à la machine électrique, un canal de refroidissement (50) agencé pour refroidir au moins l'ensemble électronique, ce canal recevant un liquide de refroidissement, un chemin de refroidissement (31) pour une circulation d'air agencée pour refroidir la machine électrique et/ou l'ensemble électronique en plus du canal de refroidissement à liquide. 2. Compresseur selon la revendication précédente, le compresseur comprenant un boitier (8) et le chemin de refroidissement comprenant au moins un orifice formé dans le boitier pour la circulation d'air, notamment une pluralité d'orifices, notamment au moins un orifice d'entrée (32) et un orifice de sortie d'air (33). 3. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, le chemin de refroidissement d'air est au moins partiellement entre la roue de compresseur (2) et la machine électrique. 3040741 8 4. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique comporte un couvercle pourvu d'orifices et le chemin de refroidissement par air passe par ces orifices. 5 5. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, le chemin de refroidissement vient en contact direct avec au moins certains composants de l'ensemble électronique. 6. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, le 10 chemin de refroidissement par air est agencé pour refroidir le stator (9) de la machine. 7. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, comprenant une paroi transversale (35) séparant la roue de la machine 15 électrique, cette paroi comprenant le canal de refroidissement (50). 8. Compresseur selon la revendication 7, la paroi transversale (35) coopère avec un roulement, notamment un roulement à billes, de l'arbre de la machine électrique. 20 9. Compresseur selon l'une des revendications 7 ou 8, l'ensemble électronique est placé sur la paroi transversale (35). 10. Compresseur selon l'une des revendications 7 à 9, 25 l'ensemble électronique est placé entre le stator de la machine et la paroi transversale. 11. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, l'ensemble électronique comporte au moins un composant 30 électronique de puissance, notamment une capacité (57). 3040741 9 12. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, la machine électrique est un moteur dont le rotor comporte au moins un aimant permanent. 5