Brevet FR3065849A1 — publié le 20181102

COMPRESSEUR ELECTRIQUE La prÃ©sente invention concerne un compresseur Ã©lectrique, et plus particuliÃ¨rement un compresseur de suralimentation Ã©lectrique destinÃ© Ã un vÃ©hicule automobile. L'invention s'applique avantageusement Ã un dispositif Ã©lectrique en rotation rapide. Il est connu d'utiliser un compresseur de suralimentation Ã©lectrique (en anglais Â«electric superchargerÂ») dans un circuit d'alimentation en air d'un moteur Ã combustion interne de vÃ©hicule automobile. Un tel compresseur de suralimentation Ã©lectrique est classiquement mis en oeuvre dans la ligne d'admission d'air d'un moteur Ã combustion thermique d'un vÃ©hicule automobile, en amont ou en aval d'un turbocompresseur. En variante, comme dÃ©crit dans la demande de brevet franÃ§ais publiÃ©e sous le numÃ©ro FR 2 991 725, un tel compresseur peut Ãªtre mis en oeuvre sur une ligne de recirculation des gaz d'Ã©chappement du moteur Ã combustion interne. Le compresseur de suralimentation Ã©lectrique comporte de maniÃ¨re classique une roue destinÃ©e Ã comprimer l'air entrant dans le compresseur et un moteur Ã©lectrique pour entraÃ®ner en rotation la roue. Le moteur Ã©lectrique est un moteur Ã©lectrique comportant un stator et un rotor positionnÃ© Ã l'intÃ©rieur du stator. Le rotor est destinÃ© Ã entrainer la roue par l'intermÃ©diaire d'un arbre tournant autour d'un axe de rÃ©volution. Le compresseur de suralimentation Ã©lectrique comporte Ã©galement un dispositif Ã©lectronique supportant l'arbre. L'arbre est en rotation par rapport au dispositif Ã©lectronique. Le dispositif Ã©lectronique est connectÃ© Ã un module Ã©lectronique gÃ©rant la vitesse de rotation du compresseur de suralimentation Ã©lectrique. Pour cela, il est nÃ©cessaire de connaitre la position angulaire de l'arbre. Il est habituellement utilisÃ© un capteur Ã effet Hall comportant une sonde Ã effet Hall positionnÃ©e sur le dispositif Ã©lectronique et un aimant fixÃ© autour de l'arbre. L'aimant est positionnÃ© en regard de la sonde Ã effet Hall et comprend plusieurs pÃ´les magnÃ©tiques. La rotation de l'aimant entraÃ®ne une variation de flux magnÃ©tique autour de la sonde Ã effet Hall, laquelle est une image de la position du rotor de la machine tournante. 3065849 2 Pour un capteur du type Â« Switch Hall Â», la prÃ©cision de la mesure est directement liÃ©e Ã la pente magnÃ©tique issue du passage d'une polaritÃ© Ã l'autre de l'aimant. Avec un aimant multipolaire, le comptage des sauts de polaritÃ© permet de rÃ©aliser un capteur de position. 5 Cependant, les vitesses de rotation d'un arbre de compresseur de suralimentation Ã©lectrique sont importantes (voisines de 70000 tr/min). L'inertie est telle que de fortes contraintes internes se dÃ©veloppent Ã l'intÃ©rieur de la matiÃ¨re risquant alors une dÃ©tÃ©rioration irrÃ©versible de l'aimant. Il peut se produire un arrachement de matiÃ¨re et/ou une crÃ©ation de fissures dans l'aimant. 10 L'invention a donc pour objectif de pallier Ã ces inconvÃ©nients de l'art antÃ©rieur en proposant un compresseur de suralimentation Ã©lectrique comprenant un capteur plus robuste et plus prÃ©cis. Pour cela, la prÃ©sente invention propose un compresseur Ã©lectrique comprenant au moins une roue de compresseur entrainÃ©e par un moteur Ã©lectrique commandÃ© par un 15 ensemble Ã©lectronique, et un aimant fixÃ© autour d'une partie d'une extrÃ©mitÃ© de l'arbre, l'aimant Ã©tant disposÃ© dans une enveloppe comportant une ouverture, le compresseur comportant un Ã©lÃ©ment de maintien de l'aimant disposÃ© au niveau de l'ouverture de l'enveloppe. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment de maintien est une rondelle. 20 Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'enveloppe entoure la surface pÃ©riphÃ©rique externe de l'aimant de faÃ§on Ã former un logement recevant l'aimant et comportant une ouverture sur une face axiale. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'enveloppe comporte une paroi externe de forme annulaire entourant l'aimant et une paroi interne de forme annulaire entourant 25 l'arbre, et une paroi infÃ©rieure reliant radialement la paroi interne et la paroi externe. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'ouverture est situÃ©e Ã l'opposÃ© de la paroi infÃ©rieure, par rapport Ã un axe de l'arbre. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, le moteur est un moteur Ã aimants permanents. 30 Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, le moteur est un moteur Ã reluctance. L'invention concerne Ã©galement l'utilisation du compresseur selon l'invention dans un moteur Ã combustion interne. 3065849 3 Les caractÃ©ristiques de l'invention seront dÃ©crites plus en dÃ©tail en se rÃ©fÃ©rant aux figures 1 Ã 2 dans lesquelles : - la figure 1 est une reprÃ©sentation schÃ©matique d'une partie d'un compresseur de 5 Ã©lectrique selon un mode de rÃ©alisation de l'invention ; - la figure 2 est une reprÃ©sentation schÃ©matique d'un aimant de capteur Ã effet Hall selon l'invention. La prÃ©sente invention concerne un compresseur Ã©lectrique 1. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur Ã©lectrique, un compresseur 10 d'air, volumÃ©trique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraÃ®nÃ© par un moteur Ã©lectrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, le moteur Ã©lectrique est un moteur Ã courant continu ou alternatif, ou tout type de moteur Ã©lectrique du mÃªme type. Plus prÃ©cisÃ©ment, selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, le moteur Ã©lectrique 15 est un moteur Ã reluctance variable (Ã©galement appelÃ©e machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de rÃ©alisation de l'invention, le moteur est un moteur Ã aimants permanents. La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 Ã©lectrique. Le compresseur 20 Ã©lectrique 1 comprend au moins un moteur 5 Ã©lectrique, des roulements 7, 7' et une roue 3 de compresseur. Le moteur 5 Ã©lectrique permet la mise en rotation d'un arbre 6 du compresseur Ã©lectrique via les roulements 7, 7'. L'arbre 6 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus prÃ©cisÃ©ment une extrÃ©mitÃ© de l'arbre 6 est entrainÃ©e en rotation par le moteur Ã©lectrique, et une autre extrÃ©mitÃ© de l'arbre 6 entraine en rotation la roue 3 du 25 compresseur. Le moteur 5 Ã©lectrique comporte un rotor 51 et un stator. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble 9 Ã©lectronique permettant de commander le compresseur 1 Ã©lectrique. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble 9 Ã©lectronique est disposÃ©e Ã l'arriÃ¨re de la roue 3, entre la roue 3 et le moteur 5 Ã©lectrique, 30 illustrÃ© figure 1. 3065849 4 Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble Ã©lectronique 9 est disposÃ©e Ã une extrÃ©mitÃ© de l'arbre 6 opposÃ©e Ã l'extrÃ©mitÃ© ou est situÃ©e la roue 3, non illustrÃ©. La partie intermÃ©diaire de l'arbre est protÃ©gÃ©e par un corps de compresseur non 5 illustrÃ©. Le compresseur comporte une volute dans laquelle est disposÃ©e la roue 3, et permettant le passage de l'air du compresseur 1. Le compresseur 1 comprend un capteur Ã effet Hall 8 comportant une sonde Ã effet Hall 81 positionnÃ©e sur le support 91 de l'ensemble Ã©lectronique Ã©lectronique 9. 10 Le compresseur 1 comprend un aimant 82 fixÃ© autour d'une partie d'extrÃ©mitÃ© 8 de l'arbre 6, comme illustrÃ© figures 1 et 2. L'aimant 82 comprend ainsi un orifice central traversÃ© par l'arbre 6. L'aimant 82 est positionnÃ© en regard de la sonde Ã effet Hall 81. L'aimant 82 est un aimant permanent comprenant plusieurs pÃ´les magnÃ©tiques. 15 La rotation de l'aimant 82 entraÃ®ne une variation de flux magnÃ©tique autour de la sonde Ã effet Hall 81, laquelle est une image de la position du rotor 51 du compresseur de suralimentation Ã©lectrique 1. Pour un capteur du type Â« Switch Hall Â», la prÃ©cision de la mesure est directement liÃ©e Ã la pente magnÃ©tique issue du passage d'une polaritÃ© Ã l'autre de l'aimant. Avec un 20 aimant multipolaire, le comptage des sauts de polaritÃ© permet de rÃ©aliser un capteur de position. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'aimant 82 prÃ©sente une forme cylindrique avec une section circulaire. Il entoure entiÃ¨rement la partie d'extrÃ©mitÃ© infÃ©rieure de l'arbre 6. 25 Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, le compresseur 1 comprend des moyens 83 de maintien axial permettant une rÃ©tention axiale de l'aimant 82. Plus prÃ©cisÃ©ment, le compresseur 1 comprend une enveloppe 83 (ou enveloppe de maintien) entourant au moins partiellement la surface pÃ©riphÃ©rique externe de l'aimant 82 de faÃ§on Ã formÃ© un logement 84 recevant l'aimant 82 30 Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'enveloppe 83 comporte une paroi externe 831 de forme annulaire entourant la surface pÃ©riphÃ©rique externe de l'aimant 82 et une paroi interne 832 de forme annulaire entourant l'arbre 6. L'enveloppe 83 comporte 3065849 5 Ã©galement, une paroi 833 infÃ©rieure reliant radialement la paroi 832 interne et la paroi 831 externe. L'ensemble des trois parois formant un logement 84 recevant l'aimant 82. L'enveloppe 83 est donc ouverte sur une face axiale Plus prÃ©cisÃ©ment, l'enveloppe comporte une ouverture situÃ©e Ã l'opposÃ©e de la paroi infÃ©rieure 833, par rapport Ã l'axe X 5 de l'arbre. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, la paroi interne 832 se prolonge le long de l'arbre 6. La paroi 832 interne entoure l'arbre 6 et est serrÃ©e contre ce dernier pour maintenir l'aimant 82 sur l'arbre 6. 10 L'enveloppe 83 Ã©vite la dÃ©formation de l'aimant 82 et assure le maintien de l'aimant 82 sur l'arbre 6 afin d'Ã©viter tout mouvement parasite qui pourrait nuire Ã la mesure de position et donc Ã la prÃ©cision. L'enveloppe 83 est de prÃ©fÃ©rence mÃ©tallique et est constituÃ©e d'un matÃ©riau a magnÃ©tique. 15 Dans le cadre de l'invention, afin de maintenir l'aimant 82 dans le logement 84 formÃ© par l'enveloppe 83, un Ã©lÃ©ment 85 de maintien de l'aimant 82 est disposÃ© au niveau de l'ouverture 834 de l'enveloppe 83. L'Ã©lÃ©ment 85 de maintien ferme ainsi l'enveloppe, ce qui protÃ¨ge l'aimant 82. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est une 20 rondelle 85. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est fixÃ© Ã l'enveloppe 831 externe. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est fixÃ© Ã l'enveloppe 832 interne. 25 Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est fixÃ© Ã l'enveloppe 831 externe et Ã l'enveloppe 832 interne. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est fixÃ© Ã l'aimant 82. Selon un mode de rÃ©alisation de l'invention, l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est en inox ou 30 aluminium. 3065849 6 La fixation de l'Ã©lÃ©ment 85 de maintien est rÃ©alisÃ©e par tous moyens compatibles avec les matiÃ¨res utilisÃ©es. Par exemple, l'Ã©lÃ©ment de maintien est fixÃ© par collage ou soudure. Un compresseur selon l'invention permet de limiter la dÃ©tÃ©rioration irrÃ©versible de 5 l'aimant. Ce qui empÃªche un arrachement de matiÃ¨re et/ou une crÃ©ation de fissures dans l'aimant. REVENDICATIONS1. Compresseur Ã©lectrique (1) comprenant au moins une roue (3) de compresseur entrainÃ©e par un moteur Ã©lectrique (5) commandÃ© par un ensemble Ã©lectronique (9), et un aimant (82) fixÃ© autour d'une partie d'une extrÃ©mitÃ© de l'arbre (6), l'aimant (82) Ã©tant disposÃ© dans une enveloppe (83) comportant une ouverture (834) , caractÃ©risÃ© en ce qu'il comporte un Ã©lÃ©ment (85) de maintien de l'aimant disposÃ© au niveau de l'ouverture (834) de l'enveloppe (83). 2. Compresseur Ã©lectrique (1) selon la revendication 1, dans lequel l'Ã©lÃ©ment (85) de maintien est une rondelle (85). 3. Compresseur Ã©lectrique (1) selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'enveloppe (83) entoure la surface pÃ©riphÃ©rique externe de l'aimant (82) de faÃ§on Ã former un logement (84) recevant l'aimant (82) et comportant une ouverture sur une face axiale. 4. Compresseur Ã©lectrique (1) selon une des revendications 1 Ã 3, dans lequel l'enveloppe (83) comporte une paroi externe (831) de forme annulaire entourant l'aimant (82) et une paroi interne (832) de forme annulaire entourant l'arbre (6), et une paroi (833) infÃ©rieure reliant radialement la paroi (832) interne et la paroi (831) externe. 5. Compresseur Ã©lectrique (1) selon la revendication 4, dans lequel l'ouverture (834) est situÃ©e Ã l'opposÃ© de la paroi (833) infÃ©rieure, par rapport Ã un axe (X) de l'arbre. 6. Compresseur Ã©lectrique (1) selon une des revendications 1 Ã 5, dans lequel le moteur (5) est un moteur Ã aimants permanents. 7. Compresseur Ã©lectrique (1) selon une des revendications 1 Ã 5, dans lequel le moteur (5) est un moteur Ã reluctance. 8. Utilisation du compresseur selon une des revendications 1 Ã 7 dans un moteur Ã combustion interne.