Brevet FR3101817A1 — publié le 20210416

Ensemble de transmission de puissance et véhicule comprenant cet ensemble Ensemble de transmission de puissance (100) pour véhicule (1) à quatre roues motrices comprenant une machine électrique (102), un réducteur (105) et un coupleur (106) connecté au réducteur. La machine électrique est une machine inversée dans laquelle le rotor est radialement à l’extérieur du stator par rapport à l’axe de rotation de cette machine électrique. Figure pour l’abrégé : FIGURE 2 Ensemble de transmission de puissance et véhicule comprenant cet ensemble La présente invention est relative à un ensemble de transmission de puissance pour réaliser un véhicule électrique ou un véhicule hybride. Plus particulièrement, l’invention concerne un ensemble de transmission de puissance pour réaliser un véhicule électrique ou un véhicule hybride (comprenant un moteur thermique et un moteur électrique). Par exemple, l’ensemble de transmission de puissance permet de transformer un véhicule thermique en véhicule hybride ou de transformer un véhicule thermique en véhicule électrique. Par exemple, l’ensemble de transmission de puissance permet de réaliser un véhicule à quatre roues motrices ou de transformer un véhicule à deux roues motrices en un véhicule à quatre roues motrices. Par exemple, l’ensemble de transmission de puissance permet de transformer un véhicule avec un moteur thermique qui actionne l’essieu avant (véhicule de type traction ayant deux roues motrices à l’avant) en un véhicule à quatre roues motrices dans lequel un moteur électrique de cet ensemble est destiné à être relié directement ou indirectement à l’essieu arrière de ce véhicule. Réciproquement, on peut transformer un véhicule thermique de type propulsion en un véhicule à quatre roues motrice, l’ensemble de transmission de puissance étant alors relié directement ou indirectement à l’essieu avant du véhicule. Notamment, l’ensemble de transmission de puissance comprend : - un machine électrique comprenant un stator fixe par rapport au véhicule et un rotor mobile en rotation par rapport à un axe de rotation de ladite machine électrique, - un réducteur connecté au rotor de la machine électrique, et - un élément de transmission relié au réducteur, pour transmettre la puissance motrice et la rotation de la machine électrique à d’autres éléments du véhicule ou inversement, et notamment à une ou plusieurs roues. Une machine électrique peut être pilotée pour être dans un mode de moteur électrique dans lequel la puissance électrique est transformée en puissance mécanique de rotation, ou inversement dans un mode de générateur électrique dans lequel la puissance mécanique de rotation est transformée en puissance électrique. Dans ce dernier cas, la machine se transforme en frein à récupération d’énergie sous forme électrique, cette énergie électrique pouvant bien sûr être stockée dans des batteries du véhicule. Par exemple, le brevet US 8 672 068 propose un ensemble de transmission de puissance de ce type. Cet ensemble est directement installé dans l’essieu arrière, et l’axe de rotation du moteur électrique est coaxial avec l’arbre transversal du pont arrière du véhicule. Cette architecture complique l’implantation de l’essieu arrière dans le volume disponible à l’arrière du véhicule, et nécessite une conception particulière de cet essieu arrière. La présente divulgation a pour but de proposer une solution plus modulaire de l’implantation d’une machine électrique (moteur/générateur électrique) dans un véhicule, et par exemple à un essieu avant et/ou arrière de véhicule. A cet effet, la présente divulgation se rapporte à un ensemble de transmission de puissance dans lequel : - la machine électrique est une machine inversée dans laquelle le rotor est radialement à l’extérieur du stator par rapport à l’axe de rotation de la machine électrique, et dans lequel : - le stator (103) de la machine électrique comprend un corps de stator (103a) équipé de bobinages (103b) sur la périphérie externe dudit stator, et - une cavité annulaire (C) entre les bobinages et l’axe de rotation, dans laquelle au moins une partie du réducteur est logée. La machine électrique de type inversée, avec le rotor à l’extérieur, permet d’augmenter le couple de cette machine électrique à faible vitesse de rotation, et permet d’obtenir un encombrement réduit. Ainsi, la machine électrique est mieux adaptée à un mode de fonctionnement à faible vitesse. En outre, on obtient un ensemble de transmission de puissance plus compact que dans l’art antérieur (à puissance équivalente), donc plus facile à intégrer pour motoriser un essieu avant et/ou arrière de véhicule. L’installation de l’ensemble est alors plus facile sur le véhicule, notamment lorsqu’il s’agit de modifier un véhicule de série à deux roues motrices pour le transformer en véhicule à quatre roues motrices ou pour transformer un véhicule thermique en un véhicule électrique ou pour transformer un véhicule thermique en véhicule hybride. En effet, l’installation peut être effectuée en modifiant peu d’éléments de ce véhicule. En outre, la machine électrique de cet ensemble de transmission de puissance peut : - soit aider le moteur thermique dans le mode moteur électrique, - soit freiner le véhicule dans le mode générateur électrique, par exemple tout en rechargeant des batteries. Grâce à un tel fonctionnement dans lequel on pilote la machine électrique en frein ou en support d’un moteur principal tel qu’un moteur thermique, il est possible d’optimiser le fonctionnement de ce moteur thermique en fonctionnement. Il est aussi possible d’en réduire sa taille. On peut donc réaliser des économies d’énergie substantielles. Dans divers modes de réalisation de l’ensemble de transmission de puissance selon la présente divulgation, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre un coupleur connecté entre le réducteur et l’élément de transmission, le coupleur étant adapté pour basculer entre un état couplé dans lequel la machine électrique peut actionner l’élément de transmission en rotation et un état découplé dans lequel la machine électrique ne peut pas actionner l’élément de transmission. Grâce à ce coupleur, la machine électrique peut être découplé de l’élément de transmission, et donc par exemple de l’essieu arrière. On peut alors restreindre l’usage de cette machine électrique à certains modes de fonctionnement du véhicule, par exemple à faible vitesse. On évite ainsi des pertes énergétiques en dehors de ce mode de fonctionnement, et le rendement général du véhicule est amélioré. Selon un aspect, le rotor comprend : - un flasque latéral qui s’étend radialement depuis l’axe de rotation, et - une partie cylindrique portant des aimants de polarités alternées selon la direction circonférentielle de cette partie cylindrique, lesdits aimants faisant faces aux bobinages du stator. Selon un aspect, le réducteur est constitué de deux engrenages coniques, un premier pignon solidaire du rotor et une couronne solidaire du coupleur. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre une plaque support fixée au stator, ladite plaque support comprenant une ouverture traversée par au moins une partie du réducteur. Selon un aspect, la plaque support comprend au moins un passage électrique adapté pour passer des conducteurs d’alimentation électrique du stator, et au moins un passage de fluide adapté pour former un canal refroidissement du stator par circulation d’un fluide. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre une électronique de puissance pour alimenter le stator, ladite électronique de puissance étant fixée sur la plaque support. Selon un aspect, le coupleur est un crabot ou un embrayage, ledit coupleur étant actionné par action mécanique, hydraulique ou électrique. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre : - un deuxième coupleur relié à l’élément de transmission, et - un deuxième réducteur connecté au deuxième coupleur. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre un différentiel destiné à être couplé à un essieu du véhicule, et l’élément de transmission est monté solidaire de du boitier du différentiel. Selon un aspect, la plaque support comprend un premier côté sur lequel est fixé la machine électrique et un deuxième côté sur lequel est fixé le différentiel. Selon un aspect, l’élément de transmission est monté solidaire d’un arbre de transfert destiné à transmettre une puissance entre un premier moteur du véhicule et un différentiel d’un essieu arrière du véhicule. La divulgation se rapporte également à un véhicule comprenant : - un essieu avant, - un essieu arrière, et - un ensemble de transmission de puissance du type précédent, l’élément de transmission de cet ensemble étant relié directement ou indirectement à l’essieu avant et/ou à l’essieu arrière du véhicule. Dans divers modes de réalisation du véhicule selon la présente divulgation, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes. Selon un aspect, l’essieu avant est couplé à un premier moteur, et l’ensemble de transmission est relié à l’essieu arrière pour obtenir un véhicule à quatre roues motrices. Selon un aspect, l’essieu arrière est couplé à un premier moteur, et l’ensemble de transmission est relié à l’essieu avant pour obtenir un véhicule à quatre roues motrices. Selon un aspect, l’axe de rotation de la machine électrique est parallèle à l’axe vertical du véhicule. Selon un aspect, la machine électrique est logée dans un volume réservé pour une roue de secours sous le châssis du véhicule. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre un coupleur, et le coupleur est mis dans un état découplé si la vitesse du véhicule est supérieure à une vitesse limite, adaptée au mode de fonctionnement du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la divulgation apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue de dessus schématique d’un véhicule; - la figure 2 est une vue schématique d’un premier mode de réalisation d’une transmission de puissance ; - les figures 3 et 4 sont des vues d’un exemple de réalisation de la transmission de puissance de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue schématique d’un deuxième mode de réalisation d’une transmission de puissance ; et - la figure 6 est une vue schématique d’un troisième mode de réalisation d’une transmission de puissance. Sur les différentes figures, les mêmes références numériques désignent des éléments identiques ou similaires. Ensemble de t ransmission de puissance (100) pour véhicule comprenant : - une machine électrique (102) comprenant un stator (103) fixe par rapport au véhicule et un rotor (104) mobile en rotation par rapport à un axe de rotation (AX) de ladite machine électrique, - un réducteur (105) connecté au rotor de la machine électrique, et - un élément de transmission (101) relié au réducteur, l’ensemble étant caractérisé e en ce qu e : - la machine électrique (102) est une machine inversée dans laquelle le rotor est radialement à l’extérieur du stator par rapport à l’axe de rotation de la machine électrique, et en ce que : - le stator (103) de la machine électrique comprend un corps de stator (103a) équipé de bobinages (103b) sur la périphérie externe dudit stator, et une cavité annulaire (C) entre les bobinages et l’axe de rotation, dans laquelle au moins une partie du réducteur est logée. Ensemble selon la revendication 1, comprenant en outre : - un coupleur (106) connecté entre le réducteur et l’élément de transmission (101), le coupleur étant adapté pour basculer entre un état couplé dans lequel la machine électrique peut actionner l’élément de transmission en rotation et un état découplé dans lequel la machine électrique ne peut pas actionner l’élément de transmission. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le rotor comprend : - un flasque latéral (104a) qui s’étend radialement depuis l’axe de rotation, et - une partie cylindrique (104d) portant des aimants de polarités alternées selon la direction circonférentielle de cette partie cylindrique, lesdits aimants faisant faces aux bobinages du stator. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel le réducteur (105) est constitué de deux engrenages coniques, un premier pignon (105a) solidaire du rotor et une couronne (105b) solidaire du coupleur (106). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, comprenant en outre une plaque support (107) fixée au stator, ladite plaque support comprenant une ouverture traversée par au moins une partie du réducteur. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel la plaque support comprend au moins un passage électrique adapté pour passer des conducteurs d’alimentation électrique du stator, et au moins un passage de fluide adapté pour former un canal refroidissement du stator par circulation d’un fluide. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre une électronique de puissance (108) pour alimenter le stator, ladite électronique de puissance étant fixée sur la plaque support. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le coupleur est un crabot ou un embrayage, ledit coupleur étant actionné par action mécanique, hydraulique ou électrique. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant en outre : - un deuxième coupleur (116) relié à l’élément de transmission (101), et - un deuxième réducteur (115) connecté au deuxième coupleur (116). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant en outre un différentiel (23) destiné à être couplé à un essieu du véhicule, et dans lequel l’élément de transmission (101) est monté solidaire de du boitier (23a) du différentiel. Ensemble selon la revendication 5 et la revendication 10, dans lequel la plaque support (107) comprend un premier côté sur lequel est fixé la machine électrique et un deuxième côté sur lequel est fixé le différentiel. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’élément de transmission (101) est monté solidaire d’un arbre de transfert (3) destiné à transmettre une puissance entre un premier moteur du véhicule et un différentiel d’un essieu arrière du véhicule. Véhicule (1) comprenant : - un essieu avant (10), - un essieu arrière (20), et - un ensemble de transmission de puissance (100) selon l’une des revendications 1 à 11, l’élément de transmission (101) de cet ensemble étant relié directement ou indirectement à l’essieu avant et/ou à l’essieu arrière du véhicule. Véhicule selon la revendication 13, dans lequel : - l’essieu avant (10) est couplé à un premier moteur, et l’ensemble de transmission (100) est relié à l’essieu arrière (20) pour obtenir un véhicule à quatre roues motrices, ou - l’essieu arrière (20) est couplé à un premier moteur, et l’ensemble de transmission (100) est relié à l’essieu avant (10) pour obtenir un véhicule à quatre roues motrices. Véhicule selon la revendication 13 ou la revendication 14, dans lequel l’axe de rotation (AX) de la machine électrique est parallèle à l’axe vertical du véhicule. Véhicule selon l’une des revendications 13 à 15, dans lequel la machine électrique (102) est logée dans un volume réservé pour une roue de secours sous le châssis du véhicule. Véhicule selon l’une des revendications 13 à 16, dans lequel l’ensemble comprend en outre un coupleur selon la revendication 2, et le coupleur (106) est mis dans un état découplé si la vitesse du véhicule est supérieure à une vitesse limite, adaptée au mode de fonctionnement du véhicule.