Brevet FR3060896A1 — publié le 20180622

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation pour véhicule automobile avec un circuit de refroidissement et des roulements améliorés. Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique entrainant une roue de compresseur et comportant un ensemble électronique. 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, un tel compresseur comporte des roulements, permettant la mise en rotation d'une roue de compresseur via un arbre, dont la lubrification est réalisée par une quantité de graisse prédéfinie pour la durée de vie totale du roulement. Cette quantité de graisse peut être un facteur limitant à la durée de vie des roulements. De plus, dans de tels dispositifs, il est nécessaire de refroidir le moteur électrique mais également l'ensemble électronique. Les compresseurs actuels ne permettent pas de refroidir de façon optimisée. Il existe donc un besoin d'améliorer ce refroidissement. 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 la lubrification des roulements et le circuit de refroidissement est amélioré, permettant ainsi d'optimiser le refroidissement de l'électronique et la fiabilité des roulements. 3060896 2 Pour cela la présente invention propose un compresseur électrique comportant au moins une roue de compresseur entrainée par un moteur électrique, le moteur électrique permettant la mise en rotation d'un arbre du compresseur électrique via des roulements, et comportant au moins une partie d'un circuit de refroidissement, parcouru par un fluide 5 refroidissement, disposée autour du moteur électrique, le fluide parcourant le circuit de refroidissement est de l'huile permettant de lubrifier les roulements. L'huile circulant dans le circuit de refroidissement présente l'avantage de pouvoir également être utilisée pour lubrifier les roulements du compresseur électrique, ce qui permet une utilisation optimisée de l'huile moteur. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement comporte au moins un conduit de communication avec les roulements. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement comporte un conduit d'arrivée d'huile. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement 15 comporte un conduit d'évacuation d'huile. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimant permanent ou à reluctance variable. L'invention concerne également l'utilisation du compresseur électrique selon l'invention dans un moteur à combustion 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 annexée, donnée à titre d'exemple, qui est une représentation schématique en coupe montrant un compresseur électrique selon l'invention. La présente invention concerne un compresseur électrique 1. 20 25 3060896 3 Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique 1, un 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 asynchrone à courant 5 continu ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur 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 10 aimant permanent. La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 électrique. Le compresseur électrique 1 comprend au moins un moteur électrique 5, et une roue 3 de compresseur. Le moteur électrique 5 est disposé dans un dans le logement 4 du compresseur 1, ou corps de compresseur. Le moteur électrique 5 comporte au moins un rotor 52 et un stator 15 51. Le moteur électrique 5 permet la mise en rotation d'un arbre 6 du compresseur électrique via des roulements 7, 7'. L'arbre 6 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 6 est entrainée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 6 entraine en rotation la roue 3 du compresseur. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention les roulements 7, 7' sont disposés de part et d'autre du moteur 5 électrique par rapport à l'axe X de l'arbre 6. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les roulements 7, 7' sont disposés du même coté par rapport à l'axe X de l'arbre 6. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de 25 manière classique une volute 2 permettant le passage de l'air du compresseur 1. La roue 3 du compresseur est disposée dans la volute 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue du compresseur 1 est une roue à aubes. 3060896 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble électronique 9 permettant de commander le compresseur 1 électrique. Dans le cadre de l'invention, on entend par ensemble électronique 9, l'électronique de puissance et/ou de contrôle. Plus précisément l'ensemble électronique est composé de la carte de 5 contrôle électronique, du module de puissance, d'au moins une capacité de filtrage, d'au moins une inductance. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble électronique 9 est disposée à une extrémité de l'arbre 6 opposée à l'extrémité ou est située la roue 3, illustré figure 1. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble électronique est disposée à l'arrière de la roue 3, entre la roue 3 et le moteur 5 électrique, non illustré. Dans le cadre de l'invention le compresseur électrique 1 comporte un circuit 10 de refroidissement. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie du circuit de refroidissement 10 est disposée autour du moteur 5 électrique. Plus précisément, au moins une partie du circuit 10 de refroidissement est disposé entre le moteur 5 électrique et le logement 4 du compresseur. Le circuit 10 de refroidissement est disposé au niveau de la face arrière de 20 l'ensemble électronique, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du compresseur 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de refroidissement 10 est formé par un logement de refroidissement indépendant du logement 4 du compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit 10 de refroidissement a toute forme lui permettant de refroidir les éléments essentiels du compresseur électrique 25 tels que l'électronique et le moteur électrique, tout en permettant d'optimiser les dimensions du compresseur électrique. Le circuit 10 de refroidissement est parcouru par un fluide qui, dans le cadre de l'invention, est de l'huile. 3060896 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'huile circulant dans le circuit 10 de refroidissement, est celle du circuit d'huile du moteur de véhicule dans lequel est disposé le compresseur 5 électrique. L'huile circulant dans le circuit 10 de refroidissement présente l'avantage de 5 pouvoir également être utilisée pour lubrifier les roulements 7, 7' du compresseur 1 électrique, ce qui permet une utilisation optimisée de l'huile moteur. Pour cela, le circuit 10 de refroidissement comporte au moins un conduit 11 de communication avec les roulements 7. Ce conduit 11 de communication permet d'amener et d'évacuer l'huile dans les 10 roulements 7, 7'. Selon un mode de réalisation de l'invention, la lubrification des roulements 7, 7' est ainsi réalisée par circulation d'huile ou par jet d'huile. La pression est par exemple inférieure à 4 bars. Dans tous les cas, l'huile est amenée d'un côté du roulement, le traverse, et 15 s'écoule du côté opposé, elle est ensuite par exemple filtrée et refroidie, puis remise dans le circuit 10 de refroidissement. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit 10 de refroidissement comporte un conduit 12 d'arrivée d'huile. Ce conduit 12 d'arrivée d'huile permet d'alimenter le circuit de refroidissement en huile 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit 10 de refroidissement comporte un conduit 13 d'évacuation d'huile. Ce conduit 13 d'évacuation d'huile permet d'évacuer l'huile vers le circuit d'huile par exemple du moteur d'un véhicule. Une telle configuration optimise le refroidissement de l'ensemble 9 électronique et du moteur 5 électrique et permet de diminuer l'encombrement du compresseur. 25 Un compresseur selon l'invention est utilisé dans un moteur à combustion, et par exemple un moteur à combustion interne ou à pile à combustible de véhicule automobile 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 3060896 6 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 les revendications supportées par la description. REVENDICATIONS1. Compresseur électrique (1) comportant au moins une roue (3) de compresseur entrainée par un moteur électrique (5), le moteur électrique (5) permettant la mise en rotation d'un arbre (6) du compresseur électrique via des roulements (7, 7'), et comportant au moins une partie d'un circuit de refroidissement (10), parcouru par un fluide refroidissement, disposée autour du moteur (5) électrique caractérisé en ce que le fluide parcourant le circuit (10) de refroidissement est de l'huile permettant de lubrifier les roulements (7, 7'). 2. Compresseur électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel le circuit (10) de refroidissement comporte au moins un conduit (11) de communication avec les roulements (7, 7'). 3. Compresseur électrique (1) selon une des revendications 1 à 2, dans lequel le circuit (10) de refroidissement comporte un conduit (12) d'arrivée d'huile. 4. Compresseur électrique (1) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit (10) de refroidissement comporte un conduit (13) d'évacuation d'huile. 5. Compresseur électrique (1) selon une des revendications 1 à 4, dans lequel le moteur électrique (5) est un moteur à aimant permanent ou à reluctance variable. 6. Utilisation du compresseur électrique (1) selon une des revendications précédentes dans un moteur à combustion interne ou à pile à combustible.