Brevet FR3075506A1 — publié le 20190621

Ensemble comprenant un carter de machine electrique tournante La presente invention concerne le refroidissement d'une machine electrique tournante. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, au refroidissement d'une machine electrique tournante appartenant a un compresseur electrique de suralimentation. Un tel compresseur electrique est connu pour etre utilise dans un circuit d'air de moteur thermique de vehicule pour remedier au phenomene de turbolag. Le refroidissement des machines electriques est necessaire, notamment lorsqu'elles doivent tourner a des vitesses elevees, comme c'est le cas pour un compresseur electrique de suralimentation. Il est connu de monter un flasque sur le carter de la machine electrique de maniere a definir un espace formant un circuit de refroidissement permettant a de l'eau de circuler pour refroidir la machine electrique et/ou sa commande et/ou sa puissance. Le flasque est ici dispose a l'interieur du carter. Des joints sont disposes entre le flasque et le carter pour garantir l'etancheite du circuit de refroidissement dans lequel circule l'eau. Neanmoins, en cas de defaut ou d'usure d'un des joints, de l'eau peut s'echapper du circuit de refroidissement et gagner l'interieur du carter. Cette eau peut venir au contact de composants de electronique de puissance, et/ou de composants de l'electronique de commande et/ou de parties de la machine electrique elle-meme, endommageant alors ces composants et/ou la machine, et mettant alors celle-ci hors service. L'invention a pour objet de remedier a l'inconvenient precite et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, a l'aide d'un ensemble, comprenant : - un carter de machine electrique tournante, definissant un espace interieur apte a recevoir une machine electrique tournant autour d'un axe, et - un flasque fixe sur ce carter de maniere a ce que le carter et le flasque definissent entre eux un circuit de refroidissement pour la machine, ce circuit comprenant une premiere portion s'etendant axialement et dont l'extremite interieure est formee par une premiere paroi du carter et dont extremite exterieure est formee par une premiere paroi du flasque. Selon l'invention, la paroi du flasque definit exterieurement une portion du circuit de refroidissement. Le montage du flasque sur le carter peut etre plus simple, ce montage s'effectuant depuis l'exterieur, sans avoir besoin d'inserer le flasque a l'interieur de l'espace interieur defini par le carter. En outre, etant donne que le flasque forme l'exterieur de cette portion du circuit de refroidissement et que ce flasque est a l'exterieur du carter, toute fuite depuis cette portion du fait de la presence du flasque se fera vers l'exterieur et non vers l'interieur, de sorte que les risques mentionnes ci-dessus n'existent plus. 2 Le flasque peut ou non etre monobloc. Lorsque le flasque n'est pas monobloc, it peut etre forme par plusieurs parties de flasque assemblees entre elles. Le carter peut ou non etre monobloc. Au sens de la presente demande : - « axialement » signifie « parallelement a l'axe de rotation de la machine electrique », 5 - « radialement » signifie « dans un plan perpendiculaire a l'axe de rotation de la machine electrique tournante, et le long d'une droite coupant cet axe de rotation », - « vers l'interieur » se rapporte a une orientation en direction de l'espace interieur defini par le carter, et - « vers l'exterieur » se rapporte a une orientation en eloignement de l'espace interieur defini par 10 le carter. Lorsque l'on parcourt la premiere portion, le carter peut etre positionne vers l'interieur tandis que le flasque est alors positionne vers l'exterieur. Le circuit de refroidissement peut comprendre une deuxieme portion, s'etendant notamment radialement depuis l'axe, une extremite axiale de cette deuxieme portion etant formee par une 15 deuxieme paroi du carter et l'autre extremite axiale de cette deuxieme portion etant formee par une deuxieme paroi du flasque. Au niveau de la deuxieme portion egalement, le flasque peut etre dispose a l'exterieur, de sorte que toute fuite liee a la presence du flasque s'effectuera encore vers exterieur. La deuxieme portion peut communiquer directement avec la premiere portion. La deuxieme paroi du carter peut s'etendre radialement et definir une surface de support d'au 20 morns un composant de l'electronique de commande et/ou d'au morns un composant de electronique de puissance de la machine electrique tournante, cette surface de support etant opposee a la surface de ladite deuxieme paroi du carter qui est en regard du circuit de refroidissement. L'electronique de commande comprend par exemple un ou plusieurs composants programmables tels que des microcontroleurs, et «electronique de commande » designe 25 globalement ce qui permet de commander le fonctionnement de la machine electrique, notamment son alimentation electrique. L'electronique de puissance de la machine electrique tournante comprend par exemple des modules de puissance et des condensateurs, et «electronique de puissance » designe globalement ce qui permet l'alimentation electrique de la machine electrique depuis une unite de stockage 30 d'energie electrique telle qu'une batterie du reseau de bord, fournissant par exemple une tension continue de valeur nominale 12 V. Dans d'autres exemples, la tension continue peut presenter une valeur nominale de 24 V, 48 V, ou une valeur comprise entre 300 V et 470 V. La deuxieme paroi du flasque peut s'etendre radialement. Le carter peut comprendre une excroissance, s'etendant notamment sensiblement axialement, et definissant l'extremite radiale de la deuxieme portion du circuit de refroidissement la plus 3 eloignee de l'axe de rotation de la machine. Autrement dit, lorsque l'on se &place radialement, la deuxieme portion du circuit de refroidissement peut : - naitre dans la premiere portion qui definit une extremite radiale de cette deuxieme portion, - s'etendre entre la deuxieme paroi du carter et la deuxieme paroi du flasque, 5 - etre fermee par l'excroissance du carter qui forme l'autre extremite radiale de cette deuxieme portion. L'ensemble peut comprendre au moins un joint d'etancheite appliqué entre l'excroissance du carter et la deuxieme paroi du flasque. Un joint ainsi positionne ne permet pas, en cas de defaillance, a l'eau circulant dans le circuit de refroidissement de gagner l'espace interieur du 10 carter, comme déjàexplique ci-dessus. Lorsque l'on parcourt la deuxieme portion, le carter (a l'exception de l'excroissance precitee lorsqu'elle est presente) peut etre positionne vers l'interieur, tandis que le flasque est alors positionne vers l'exterieur. L'ensemble peut comprendre l'electronique de commande et/ou l'electronique de puissance de 15 la machine electrique tournante. Cette electronique de commande et/ou cette electronique de puissance peut comprendre au moins un composant, tel qu'un module de puissance avec des interrupteurs de puissance, et ce composant peut etre dispose en totalite sur la surface de support de la deuxieme paroi du carter. Autrement dit, le composant est situe en totalite en regard, notamment axialement, du circuit de refroidissement, de sorte que l'on ameliore son 20 refroidissement. Ce positionnement ameliore est rendu possible par le fait que la surface de support est definie par le carter exclusivement, et non egalement en partie par le flasque, ce qui est le cas lorsque le flasque est dispose a l'interieur du carter. On peut ainsi renoncer aux tolerances liees a l'introduction de ce flasque pour former une partie de cette surface de support. Dans tout ce qui precede, le circuit de refroidissement peut comprendre une troisieme portion, 25 s'etendant notamment radialement depuis l'axe, une extremite axiale de cette troisieme portion etant formee par une troisieme paroi du carter et l'autre extremite axiale de cette troisieme portion etant formee par une troisieme paroi du flasque Cette troisieme portion peut communiquer directement avec la premiere portion. La troisieme portion peut s'etendre radialement depuis l'axe de rotation de la machine 30 electrique. Autrement dit, lorsque l'on se &place radialement, la deuxieme portion du circuit de refroidissement peut : - naitre dans la premiere portion qui definit une extremite radiale de cette troisieme portion, - s'etendre entre la troisieme paroi du carter et la troisieme paroi du flasque, - etre fermee par le carter qui forme l'autre extremite radiale de cette troisieme portion. 4 Lorsque l'on parcourt la troisieme portion, le carter peut etre positionne vers l'interieur, le flasque etant alors positionne vers l'exterieur. L'ensemble peut comprendre au moins un joint d'etancheite appliqué entre la troisieme paroi et le carter. Un joint ainsi positionne ne permet pas, en cas de defaillance, a l'eau circulant dans le 5 circuit de refroidissement de gagner l'espace interieur, comme déjà explique ci-dessus. Lorsque l'on se &place le long de l'axe de rotation de la machine electrique, on peut successivement trouver : - l'electronique de commande et/ou l'electronique de controle, - puis la deuxieme portion du circuit de refroidissement, 10 - puis la premiere portion du circuit de refroidissement, - puis la troisieme portion du circuit de refroidissement. La troisieme paroi du carter peut etre a meme hauteur axiale qu'un palier de la machine electrique tournante, par exemple que le palier de cette machine qui est le plus eloigne axialement parlant de l'electronique de commande et/ou de l'electronique de puissance de la machine 15 electrique. L'ensemble peut encore comprendre un rotor et un stator de machine electrique tournante, ce stator et ce rotor etant recus dans l'espace interieur defini par le carter. Dans tout ce qui precede, la paroi delimitant le circuit de refroidissement vers l'interieur peut ne jamais appartenir au flasque. 20 Dans tout ce qui precede, la paroi delimitant le circuit de refroidissement vers l'interieur peut exclusivement appartenir au carter. Toutes les parois du carter delimitant le circuit de refroidissement peuvent appartenir a une piece realisee d'un seul tenant. Dans tout ce qui precede, le ou les joints peuvent etre disposes vers l'exterieur par rapport au circuit de refroidissement. Autrement dit, parlant du circuit de refroidissement, le ou les joints 25 peuvent se rencontrer lorsque l'on se &place en eloignement de l'espace interieur defini par le carter. Dans tout ce qui precede, le ou les joints peuvent etre positionnes de maniere a ce que toute defaillance de ces derniers ne permette pas a l'eau circulant dans le circuit de refroidissement de gagner l'espace interieur. 30 L'ensemble peut former un compresseur electrique de suralimentation. Dans tout ce qui precede, le carter de la machine electrique tournante peut designer la piece dont une portion supporte directement la carcasse du stator de cette machine electrique. L'invention pourra etre mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre et a l'examen du dessin annexe sur lequel la figure unique represente 35 une partie d'un ensemble formant un compresseur electrique de suralimentation. 5 Sur la figure 1, on designe par 1 une partie d'un ensemble formant un compresseur electrique de suralimentation. Cet ensemble 1 comprend un carter 2 definissant un espace interieur recevant une machine electrique tournante 3. Cette machine electrique tournante 3 comprend un stator 4 et un rotor 5 mobile en rotation autour d'un axe X. Dans l'exemple considers, la machine electrique 5 tournante 3 est a rotor interne et ce dernier comprend des aimants permanents. Le rotor 5 est solidaire d'une roue non representee sur la figure, cette roue permettant de comprimer les gaz circulant dans le circuit d'air d'un moteur thermique de vehicule automobile, par exemple dans le circuit d'admission de ce moteur thermique. Comme on peut le voir sur la figure, un palier 7 est interpose entre le rotor 5 et une paroi du 10 carter 2 de la machine electrique tournante 3. On constate encore sur la figure qu'un compartiment 6 recevant des composants d'electronique de puissance et, le cas echeant egalement des composants d'electronique de commande, forme une partie de l'espace interieur defini par le carter 2. On constate sur la figure qu'un module de puissance 10 est rect.' dans ce compartiment 6, ce 15 module de puissance 10 etant connects par des broches 11 a un circuit imprime 12. Le module de puissance 10 est dispose sur une surface de support 13 appartenant au carter 2. Un circuit de refroidissement est menage afin de permettre le refroidissement de la machine electrique 3, notamment le refroidissement des enroulements electriques du stator 4, ainsi que le refroidissement des composants de l'electronique de puissance et le refroidissement des 20 composants de l'electronique de commande. Ce circuit de refroidissement est parcouru par de l'eau, dans l'exemple decrit. Un autre choix de liquide est cependant possible. Le circuit de refroidissement comprend dans l'exemple considers trois portions, a savoir : - une premiere portion 15 s'etendant axialement tout le long de la carcasse 14 du stator 4, 25 - une deuxieme portion 16 s'etendant radialement sous le compartiment 6 recevant les composants d'electronique de puissance et les composants d'electronique de commande, et - une troisieme portion 17 s'etendant radialement sous le stator 4. La troisieme portion 17 est dans l'exemple decrit disposee a une hauteur axiale qui est la meme que celle a laquelle est dispose le palier 7. 30 On constate sur la figure que l'on trouve successivement, axialement parlant : la deuxieme portion 16, puis la premiere portion 15, puis la troisieme portion 17. On constate egalement que, dans le plan de la figure, ces portions 15, 16 et 17 sont dans le prolongement direct l'une de 1' autre. 6 Ainsi l'une des extremites radiales de la troisieme portion 17 est l'une des extremites axiales de la premiere portion 15, et l'autre extremite axiale de cette premiere portion 15 est l'une des extremites radiales de la deuxieme portion 16. On constate plus precisement que, dans l'exemple considers, chaque portion 15,16 et 17 5 s'etend entre : - une paroi tournee vers l'interieur du compresseur 1, et qui appartient au carter 2, et - une paroi tournee vers l'exterieur du compresseur 1, et qui appartient a un flasque 20. Dans l'exemple considers, le flasque 20 est monobloc et it amens contre le carter 3 depuis exterieur du compresseur 1, etant ensuite fixe sur celui-ci, par exemple via des vis. Dans un 10 autre exemple, plusieurs flasques distincts peuvent etre utilises, chacun de ces flasques etant par exemple dedie a une portion du circuit de refroidissement et ces flasques distincts etant fixes sur le carter 2. On constate sur la figure que, dans l'exemple decrit, la premiere portion 15 s'etend axialement le long de la carcasse 14 du stator. Cette premiere portion 15 s'etend entre : 15 - une premiere paroi 22 du carter 2, qui delimite radialement vers l'interieur cette portion 15 du circuit de refroidissement, et - une premiere paroi 23 du flasque 20, qui delimite radialement vers l'exterieur cette portion 15 du circuit de refroidissement. La premiere portion 15 s'etend de fawn sensiblement rectiligne, dans le plan de la figure. 20 En ce qui concerne la deuxieme portion 16, celle-ci s'etend radialement depuis la premiere portion 15 jusqu'a une excroissance axiale 30 du carter 2. Plus precisement, la deuxieme portion 16 s'etend entre : - une deuxieme paroi 27 du carter 2, qui delimite axialement vers l'interieur cette deuxieme portion 16 du circuit de refroidissement, et 25 - une deuxieme paroi 28 du flasque 20, qui delimite axialement vers l'exterieur cette deuxieme portion 16 du circuit de refroidissement. On constate encore sur la figure qu'un joint 31 est positionne entre la deuxieme paroi 28 et l'excroissance axiale 30 precitee, ce joint 31 etant notamment monte dans un logement 32 menage dans la tranche de cette deuxieme paroi 28. 30 On constate encore sur la figure que la deuxieme portion 16 s'etend de fawn sensiblement rectiligne. La surface de support 13 appartient a la deuxieme paroi 27 du carter 2. Cette surface de support 13 est la surface de cette deuxieme paroi 27 qui etant opposee a la surface de cette paroi 27 qui est directement en regard de la deuxieme portion 16. La troisieme portion 17 s'etend radialement depuis la premiere portion 15. Plus precisement, 35 cette troisieme portion 17 s'etend entre : 7 - une troisieme paroi 35 du carter 2, qui delimite axialement vers l'interieur cette troisieme portion 17 du circuit de refroidissement, et - une troisieme paroi 36 du flasque 20, qui delimite axialement vers l'exterieur cette troisieme portion du circuit de refroidissement. 5 On constate qu'une extremite radiale de cette troisieme portion est opposee a celle commune a la premiere portion 15 est formee par le carter 2. Un autre joint 38 est positionne entre le circuit de refroidissement et le carter 2. Ce joint 38 est ici rect.' dans un logement 40 menage dans la tranche de la troisieme portion 36 du flasque 20. On constate que, dans l'exemple decrit, les premiere 22, deuxieme 27 et troisieme 35 parois du 10 carter appartienne a une seule et meme piece, c'est-d-dire qu'elles sont monobloc. On constate egalement que les premiere 23, deuxieme 28 et troisieme 36 parois du flasque 20 sont egalement monobloc, le flasque etant ici monobloc. Comme decrit, le circuit de refroidissement peut toujours etre delimite, vers l'interieur du compresseur, par le carter 2. 15 Le positionnement des joints 31 et 38 est tel qu'en cas de defaillance de ces derniers, le liquide contenu dans le circuit de refroidissement peut uniquement s'ecouler vers l'exterieur du compresseur 1, et non vers l'interieur de celui-ci. L'invention n'est pas limitee a l'exemple qui vient d'être REVENDICATIONS1. Ensemble (1), comprenant : - un carter (2) de machine electrique tournante (3), definissant un espace interieur apte a recevoir une machine electrique (3) tournant autour d'un axe (X), et - un flasque (20) fixe sur ce carter (2) de maniere a ce que le carter (2) et le flasque (20) definissent entre eux un circuit de refroidissement pour la machine, ce circuit comprenant une premiere portion (15) s'etendant axialement et dont l'extremite interieure est formee par une premiere paroi (22) du carter (2), et dont l'extremite exterieure est formee par une premiere paroi (23) du flasque (20). 2. Ensemble selon la revendication 1, le circuit de refroidissement comprenant une deuxieme portion (16), s'etendant notamment radialement depuis l'axe, une extremite axiale de cette deuxieme portion (16) etant formee par une deuxieme paroi (27) du carter (2) et l'autre extremite axiale de cette deuxieme portion (16) etant formee par une deuxieme paroi (28) du flasque (20). 3. Ensemble selon la revendication 2, la deuxieme paroi (27) du carter (2) s'etendant radialement et definissant une surface de support (13) d'au moins un composant (10) de l'electronique de commande et/ou d'au moins un composant de l'electronique de puissance de la machine electrique tournante, cette surface de support (13) etant opposee a la surface de ladite deuxieme paroi (27) du carter (2) qui est en regard du circuit de refroidissement. 4. Ensemble selon la revendication 3, le carter (2) comprenant une excroissance (30), s'etendant notamment sensiblement axialement, et definissant l'extremite radiale de la deuxieme portion (16) du circuit de refroidissement la plus eloignee de l'axe de rotation (X) de la machine. 5. Ensemble selon la revendication 3 ou 4, comprenant au moins un composant (10) d'electronique de commande et/ou au moins un composant d'electronique de puissance de la machine electrique tournante, ce composant (10) etant dispose en totalite sur la surface de support (13) de la deuxieme paroi (27) du carter (2). 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications precedentes, le circuit de refroidissement comprenant une troisieme portion (17), s'etendant notamment radialement depuis l'axe (X), une extremite axiale de cette troisieme portion (17) etant formee par une troisieme paroi (35) du carter (2) et l'autre extremite axiale de cette troisieme portion (17) etant formee par une troisieme paroi (36) du flasque (20). 7. Ensemble selon la revendication 5 et la revendication 6, etant tel que lorsque l'on se &place le long de l'axe de rotation (X) de la machine electrique (3), on trouve successivement: - l'electronique de commande et/ou l'electronique de controle, - puis la deuxieme portion (16) du circuit de refroidissement, - puis la premiere portion (15) du circuit de refroidissement, 9 - puis la troisieme portion (17) du circuit de refroidissement. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications precedentes, etant tel que la paroi delimitant le circuit de refroidissement vers l'interieur n'appartienne jamais au flasque (20). 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications precedentes, etant tel que la paroi 5 delimitant le circuit de refroidissement vers l'interieur appartienne exclusivement au carter (2). 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications precedentes, comprenant un ou plusieurs joints (31, 38) disposes de maniere a ce que, partant du circuit de refroidissement, le ou les joints (31, 38) ne se rencontrent que lorsque l'on se &place en eloignement de l'espace interieur defini par le carter (2). 10 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications precedentes, le flasque (20) etant realise d'une seule piece. 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications precedentes, formant un compresseur electrique de suralimentation. 15