Brevet FR3051995A1 — publié le 20171201

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT EN TROIS PARTIES La présente invention concerne le domaine des machines électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation. Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique. Plus précisément, le compresseur comporte une roue de compresseur entrainée par un moteur électrique l'ensemble est disposé dans un corps de compresseur. Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, en complément par exemple d'un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur. Actuellement, le corps du compresseur est réalisé en une partie, avec un procédé de moulage par gravité. Le moteur électrique et l'électronique sont disposés dans ce corps. Le refroidissement de l'ensemble est réalisé par un circuit de refroidissement intégré au corps du compresseur. Un tel corps est difficile à réaliser, a une masse importante et est encombrant. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un compresseur électrique dont le corps est en trois parties, permettant ainsi de réduire la masse, l'encombrement du compresseur électrique et ses couts de fabrication. Pour cela la présente invention propose, une machine électrique, comprenant au moins une roue de entrainée par un moteur électrique commandé par un ensemble électronique, un corps de machine formé de deux parties et un circuit de refroidissement, le circuit de refroidissement étant formé de trois parties. L'objectif est de diminuer les coûts, la masse et l'encombrement du corps 3051995 2 Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement est formé radialement entre la première et la deuxième partie du corps, et est fermé par au moins une partie d'une plaque arrière de la roue de compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie repose sur la 5 plaque arrière par l'intermédiaire d'au moins une surface de contact, et la deuxième partie repose sur au moins une partie de la première partie. Selon un mode de réalisation de l'invention, la plaque arrière comporte entre les deux points de contact avec les surfaces de contact, des première et deuxième parties du corps, une cavité circulaire. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie forme un fond disposé du coté opposé à la roue par rapport au moteur électrique et la deuxième partie forme un fond disposé du coté opposé à la roue par rapport au moteur électrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le fond de la première partie et le fond de la deuxième partie sont superposés et en contact. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, le fond externe supporte l'ensemble électronique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étanchéité du circuit de refroidissement est réalisée au niveau d'au moins un point de contact entre la première et la deuxième partie du corps de compresseur et le corps et la plaque arrière. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, une étanchéité est réalisée au niveau de l'extrémité de la deuxième partie en contact avec la plaque arrière, et/ou au niveau de la quatrième paroi de la deuxième partie en contact avec la première paroi de la première partie, et/ou au niveau de l'extrémité de la première partie en contact avec la plaque arrière. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, une étanchéité est réalisée avec des éléments d'étanchéité du type joint, par exemple des joints Basket ou des joints toriques. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent. 3051995 3 L'invention concerne également un compresseur électrique ayant une ou plusieurs des caractéristiques énoncées précédemment. L'invention concerne également l'utilisation de la machine électrique et par exemple du compresseur électrique selon l'invention, dans un moteur à combustion 5 interne ou à pile à combustible. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant à la figure 1 annexée, donnée à titre d'exemple et qui représente de façon schématique 10 une coupe d'un compresseur électrique selon l'invention. La présente invention concerne une machine électrique et par exemple un compresseur 1 électrique. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur 1 électrique, un 15 compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à courant continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur 20 électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent. La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 électrique. Le compresseur 25 électrique 1 comprend au moins un moteur 8 électrique, des roulements 4 et une roue 3 de compresseur. Le moteur 8 électrique permet la mise en rotation d'un arbre 2 du compresseur électrique via les roulements 4. L'arbre 2 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 2 est entrainée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 2 entraine en rotation la roue 3 du compresseur. 3051995 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de manière classique une volute 5 permettant le passage de l'air du compresseur 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble 6 électronique permettant de commander le moteur 8 électrique. 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur électrique 1 comporte à l'arrière de la roue 3, une plaque 31 arrière. Plus précisément, cette plaque 31 arrière est disposée entre la roue et le moteur électrique selon l'axe X de l'arbre 2 du compresseur 1.L'ensemble est disposé dans un corps 7 de compresseur. Dans le cadre de l'invention, le corps 7 de compresseur est formé de deux parties 10 71, 72. Ces deux parties7l, 72 sont obtenues par un procédé de moulage sous pression, et par exemple un moulage sous haute pression. Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux parties 71, 72 du corps de compresseur sont distinctes. Dans le cadre de l'invention, la première partie 71 est formée d'au moins une 15 première paroi 710 périphérique dont le côté intérieur supporte le stator 81 du moteur 8 électrique. La deuxième 72 partie est formée d'au moins une première paroi 720 périphérique qui entoure la première paroi 710 de la première 71 partie. Dans le cadre de l'invention, la première 71 et la deuxième 72 parties sont disposées l'une par rapport à l'autre de façon à former un circuit 10 de refroidissement. 20 Le circuit 10 de refroidissement est formé radialement entre la première 71 et la deuxième 72 partie du corps 7, et plus précisément, la première paroi 710 périphérique de la première partie 71 et la première paroi 720 périphérique de la deuxième partie 72. Dans le cadre de l'invention, le circuit est fermé à une extrémité 102 par la deuxième 72 partie et à l'autre extrémité 101 par au moins une partie de la plaque arrière 25 31. Plus précisément, une première extrémité 101 du circuit 10 de refroidissement disposée du coté de la roue 3 est fermée par au moins une partie de la plaque arrière 31, et une deuxième extrémité 102 disposée à l'opposée de la roue 3, est fermé par la deuxième 72 partie du corps 7 du compresseur 1, suivant l'axe X de l'arbre 2 du compresseur 1. 30 Le circuit de refroidissement est ainsi formé en trois parties 71, 72, 31. 3051995 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie 71 forme un fond disposé du coté opposé à la roue 3 par rapport au moteur 8 électrique. Plus précisément, la première 71 partie comporte une deuxième paroi 711 disposée perpendiculairement à la première paroi 710 et orientée vers l'arbre 2 du compresseur de façon à former un 5 fond 711. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, cette première 71 partie comporte une troisième 712 paroi prolongeant la deuxième 711 paroi, parallèle à la première 710 paroi et perpendiculaire à la deuxième 711 paroi. Selon un mode de réalisation de l'invention, cette troisième 712 paroi de la 10 première 71 partie supporte au moins un roulement 4. Selon un mode de réalisation de l'invention, cette première 71 partie repose sur la plaque arrière 31 par l'intermédiaire d'au moins une surface de contact 713, et par exemple une patte. Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième partie 72 forme un fond 15 721 disposé du coté opposé à la roue 3 par rapport au moteur 8 électrique. Plus précisément, la deuxième 72 partie comporte une deuxième paroi 721 disposée perpendiculairement à la première paroi 720 et orientée vers l'arbre 2 du compresseur de façon à former un fond 721. Selon un mode de réalisation de l'invention, cette deuxième 72 partie repose sur 20 au moins une partie de la première partie 71. Selon un mode de réalisation de l'invention, cette deuxième 72 partie repose sur la plaque arrière 31 par l'intermédiaire d'au moins une surface de contact 723 et est en contact avec le stator 81. Selon un mode de réalisation de l'invention, la plaque 31 arrière comporte au 25 niveau des deux points de contact avec les surfaces de contact 713, 723, des première 71 et deuxième 72 parties du corps 7 du compresseur 1, une cavité 310 circulaire. Cette cavité 310 circulaire permet de prolonger le circuit 10 de refroidissement et de refroidir également la zone de la roue 3 et la volute 12. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, cette deuxième 72 partie comporte une troisième 722 paroi prenant 3051995 6 naissance au niveau de la deuxième 721 paroi, parallèle à la première 720 paroi et formant avec la deuxième 721 paroi un réceptacle 730. Selon un mode de réalisation de l'invention, le réceptacle 730 de la deuxième 72 partie comporte l'ensemble 6 électronique du compresseur électrique 1. Plus 5 précisément, la face du fond 721 opposée à celle orientée du coté du moteur 8 électrique comporte l'ensemble 6 électronique. Le corps du compresseur est ainsi composé de deux parties 71, 72, une première 71 partie supporte le stator 81 du moteur 8 électrique, et une deuxième 72 partie supporte l'ensemble 6 électronique du compresseur 1 électrique. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième 72 partie comporte une quatrième 724 paroi en contact avec la première 710 paroi de la première 71 partie. Cette quatrième 724 paroi est formée à partir de la troisième paroi de la deuxième partie et est disposée parallèlement à la première 710 paroi de la première 71 partie. Dans le cadre de l'invention le fond 711 de la première 71 partie et le fond 721 de 15 la deuxième 72 partie sont superposés et en contact. Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième partie 72 est supportée par la première partie par l'intermédiaire des quatrième 724 paroi de la deuxième partie 72 et première 710 paroi de la première 71 partie. Dans le cadre de l'invention, l'étanchéité 82, 83, 84 entre les deux parties 71, 72 20 est réalisée au niveau d'au moins un point de contact 82, 83, 84 entre la première 71 et la deuxième 72 partie du corps 7 de compresseur 1 et le corps 7 du compresseur 1 et la plaque 31 arrière. Selon un mode de réalisation de l'invention, une étanchéité 82 est réalisée au niveau 82 de l'extrémité 723 de la deuxième 72 partie en contact avec la plaque 31 25 arrière, et/ou au niveau 83 de la quatrième 724 paroi de la deuxième 72 partie en contact avec la première 710 paroi de la première 71 partie, et/ou au niveau 84 de l'extrémité 713 de la première 71 partie en contact avec la plaque 31 arrière. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étanchéité 82, 83, 84 est réalisée avec des éléments d'étanchéité du type joint. Par exemple des joints Basket métallique ou 30 des joints toriques. 3051995 7 L'invention concerne également l'utilisation d'un compresseur électrique selon l'invention dans un moteur à combustion, et par exemple un moteur à combustion interne ou à pile à combustible. 5 La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par l'invention revendiquée. 10 REVENDICATIONS1. Machine électrique (1), comprenant au moins une roue (3) entrainée par un moteur (8) électrique commandé par un ensemble (6) électronique, un corps (7) de machine formé de deux parties (71, 72) et un circuit (10) de refroidissement, caractérisé en ce que le circuit (10) de refroidissement est formé de trois parties (71, 72, 31). 2. Machine électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel le circuit (10) de refroidissement est formé radialement entre la première (71) et la deuxième (72) partie du corps (7), et est fermé par au moins une partie d'une plaque arrière (31) de la roue (3). 3. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la première (71) partie repose sur la plaque arrière (31) par l'intermédiaire d'au moins une surface de contact (713), et la deuxième (72) partie repose sur au moins une partie de la première partie (71). 4. Machine électrique (1) selon une des revendications 2 ou 3, dans lequel la plaque (31) arrière comporte entre les deux points de contact avec les pattes (713, 723), des première (71) et deuxième (72) parties du corps (7) du compresseur (1), une cavité (310) circulaire. 5. Machine électrique (1) selon une des revendications 2 à 4, dans lequel la première partie (71) forme un fond (711) disposé du coté opposé à la roue (3) par rapport au moteur (8) électrique et la deuxième partie (72) forme un fond (721) disposé du coté opposé à la roue (3) par rapport au moteur (8) électrique. 6. Machine électrique (1) selon la revendication 5, dans lequel le fond (711) de la première (71) partie et le fond (721) de la deuxième (72) partie sont superposés et en contact. 7. Machine électrique (1) selon une des revendications 5 ou 6, dans lequel dans lequel le fond (821) externe supporte l'ensemble (6) électronique. 8. Machine électrique (1) selon une des revendications 2 à 7, dans lequel l'étanchéité du circuit (10) de refroidissement est réalisée au niveau d'au moins un point de contact 3051995 9 (82, 83, 84) entre la première (71) et la deuxième (72) partie du corps (7) de compresseur (1) et le corps (7) et la plaque (31) arrière. 9. Machine électrique (1) selon une des revendications 2 à 8, dans lequel une étanchéité (82) est réalisée au niveau (82) de l'extrémité (723) de la deuxième (72) partie 5 en contact avec la plaque (31) arrière, et/ou au niveau (83) de la quatrième (724) paroi de la deuxième (72) partie en contact avec la première (710) paroi de la première (71) partie, et/ou au niveau (84) de l'extrémité (713) de la première (71) partie en contact avec la plaque (31) arrière. 10. Machine électrique (1) selon une des revendications 8 ou 9, dans lequel une 10 étanchéité est réalisée avec des éléments d'étanchéité du type joint, par exemple des joints Basket ou des joints toriques. 11. Machine (1) selon une des revendications 1 à 10, dans lequel le moteur est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent. 12. Utilisation de la machine électrique (1) selon une des revendications précédentes, 15 dans un moteur à combustion interne ou à pile à combustible.