Brevet FR3101816A1 — publié le 20210416

Ensemble de transmission de puissance et véhicule comprenant cet ensemble Ensemble de transmission de puissance (100) pour véhicule (1) comprenant une machine électrique (102), et un différentiel (133) connecté à la machine électrique. 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. Le différentiel est constitué de roues dentées réparties autour de la 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 : - une 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, ladite machine électrique étant destinée à transmettre une puissance motrice et sa rotation à des roues d’un essieu du véhicule, ou inversement à freiner la rotation desdites roues par exemple en récupérant de l’énergie électrique à stoquer dans des batteries, et - un différentiel comprenant au moins une entrée de différentiel connecté au rotor de la machine électrique, ledit différentiel comprenant une pluralité de roues dentées connectées entre-elles pour répartir la puissance en entrée de différentiel entre : - une première sortie destinée à être connectée à un premier arbre de transmission de puissance à une première roue, et - une deuxième sortie destinée à être connectée à un deuxième arbre de transmission de puissance à une deuxième roue, la répartition étant fonction de la vitesse de rotation de la première sortie et deuxième sortie. 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. Cependant, cet ensemble est encombrant et difficile à implanter dans le volume disponible de l’essieu arrière du véhicule. La présente divulgation a pour but de proposer une solution plus facile à implanter dans le volume d’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 : - les roues dentées sont réparties autour de la machine électrique, la machine électrique se retrouvant à l’intérieur du volume du différentiel. 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 du moteur thermique en fonctionnement. Il est aussi possible de 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, 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. 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 encore plus réduit. Ainsi, la machine électrique est mieux adaptée à un mode de fonctionnement à faible vitesse. 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, l’ensemble comprend en outre un coupleur connecté entre la machine électrique et le différentiel. Selon un aspect, le coupleur est un crabot ou un embrayage, ledit coupleur étant actionné par action mécanique, hydraulique ou électrique. Selon un aspect, le différentiel comprend les sous-ensembles de roues dentées suivantes : - un premier train épicycloïdal agencé selon l’axe de rotation AX sur un premier côté de la machine électrique, - un second train épicycloïdal agencé selon l’axe de rotation AX sur un deuxième côté de la machine électrique, et à l’opposé du premier côté, et - un mécanisme de liaison qui relie le premier train épicycloïdal au second train épicycloïdal, les premier et second trains épicycloïdaux étant identiques. Selon un aspect, le premier train épicycloïdal comprend un porte satellite correspondant à la première sortie du différentiel, le second train épicycloïdal comprend un porte satellite correspondant la deuxième sortie du second train épicycloïdal, un arbre d’entrainement reliant le planétaire intérieur, du premier train épicycloïdal, le planétaire intérieur du second train épicycloïdal et le rotor de la machine électrique, l’arbre d’entrainement correspondant à l’entrée de différentiel. Selon un aspect, le mécanisme de liaison comprend : - un premier pignon qui engrène à l’extérieur d’une couronne externe du premier train épicycloïdal, - un premier arbre denté connecté au premier pignon, - un deuxième pignon qui engrène à l’extérieur d’une couronne externe du second train épicycloïdal, et - un deuxième arbre denté connecté au deuxième pignon, le premier arbre denté engrenant le deuxième arbre denté pour relier par inversion de sens de rotation la couronne externe du premier train épicycloïdal et la couronne externe du second train épicycloïdal. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre un actionneur de commande adapté pour piloter la rotation du premier arbre denté ou du deuxième arbre denté, pour contrôler l’effet différentiel du différentiel. Selon un aspect, le mécanisme de liaison comprend un pignon conique, le premier train épicycloïdal comprenant une couronne externe avec une portée conique complémentaire pour engrener avec le pignon conique, et le second train épicycloïdal comprenant une couronne externe avec une portée conique complémentaire pour engrener avec le pignon conique. Selon un aspect, l’ensemble comprend en outre un actionneur de commande adapté pour piloter la rotation du pignon conique, pour contrôler l’effet différentiel du différentiel. 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’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 mode de réalisation d’une transmission de puissance ; - la figure 3 est une vue d’un exemple de réalisation de la transmission de puissance de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe A-A de l’exemple de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue schématique d’une variante du mode de réalisation de la figure 2. 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, et - un différentiel (133) comprenant au moins une entrée de différentiel connecté au rotor de la machine électrique, ledit différentiel comprenant une pluralité de roues dentées connectées entre-elles pour répartir la puissance en entrée de différentiel entre : - une première sortie destinée à être connectée à un premier arbre de transmission de puissance à une première roue, et - une deuxième sortie destinée à être connectée à un deuxième arbre de transmission de puissance à une deuxième roue, la répartition étant fonction de la vitesse de rotation de la première sortie et deuxième sortie, l’ensemble étant caractérisé en ce que : - les de roues dentées sont réparties autour de la machine électrique, la machine électrique se retrouvant à l’intérieur du volume du différentiel. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel : - 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. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le rotor (104) 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 l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un coupleur connecté entre la machine électrique et le différentiel. Ensemble selon la revendication 4, 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 5, dans lequel le différentiel (133) comprend les sous-ensembles de roues dentées suivantes : - un premier train épicycloïdal (110) agencé selon l’axe de rotation AX sur un premier côté de la machine électrique, - un second train épicycloïdal (120) agencé selon l’axe de rotation AX sur un deuxième côté de la machine électrique, et à l’opposé du premier côté, et - un mécanisme de liaison (130) qui relie le premier train épicycloïdal (110) au second train épicycloïdal (120), les premier et second trains épicycloïdaux étant identiques. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel le premier train épicycloïdal (110) comprend un porte satellite correspondant à la première sortie (S1) du différentiel, le second train épicycloïdal comprend un porte satellite (125) correspondant la deuxième sortie du second train épicycloïdal (120), un arbre d’entrainement (105) reliant le planétaire intérieur (111), du premier train épicycloïdal, le planétaire intérieur (121) du second train épicycloïdal et le rotor (104) de la machine électrique (102), l’arbre d’entrainement (105) correspondant à l’entrée de différentiel. Ensemble selon la revendication 6 ou la revendication 7, dans lequel le mécanisme de liaison (130) comprend : - un premier pignon (131) qui engrène à l’extérieur d’une couronne externe (113) du premier train épicycloïdal (110), - un premier arbre denté (131a) connecté au premier pignon (131), - un deuxième pignon (132) qui engrène à l’extérieur d’une couronne externe (123) du second train épicycloïdal (120), et - un deuxième arbre denté (132a) connecté au deuxième pignon (132), le premier arbre denté (131a) engrenant le deuxième arbre denté (132a) pour relier par inversion de sens de rotation la couronne externe (113) du premier train épicycloïdal (110) et la couronne externe (123) du second train épicycloïdal (120). Ensemble selon la revendication 8, comprenant en outre un actionneur de commande adapté pour piloter la rotation du premier arbre denté ou du deuxième arbre denté, pour contrôler l’effet différentiel du différentiel (133). Ensemble selon la revendication 6 ou la revendication 7, dans lequel le mécanisme de liaison (130) comprend un pignon conique (139), le premier train épicycloïdal comprenant une couronne externe (113) avec une portée conique complémentaire pour engrener avec le pignon conique (139), et le second train épicycloïdal comprenant une couronne externe (123) avec une portée conique complémentaire pour engrener avec le pignon conique (139). Ensemble selon la revendication 10, comprenant en outre un actionneur de commande adapté pour piloter la rotation du pignon conique, pour contrôler l’effet différentiel du différentiel (133). 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 10, la première sortie et la deuxième sortie du différentiel de cet ensemble étant relié directement ou indirectement respectivement à un premier arbre de transmission de puissance d’une première roue et à un deuxième arbre de transmission de puissance d’une deuxième roue, de l’essieu avant et/ou à l’essieu arrière du véhicule. Véhicule selon la revendication 12, 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 l’une des revendications 12 à 13, dans lequel l’ensemble comprend en outre un coupleur selon la revendication 3, 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. Véhicule selon l’une des revendications 12 à 14, dans lequel l’ensemble comprend en outre un actionneur de commande adapté pour contrôler l’effet différentiel du différentiel, et dans lequel une électronique de contrôle du véhicule contrôle cet actionneur de commande pour contrôler la direction ou angle de lacet du véhicule. .