Brevet FR3123834A1 — publié le 20221216

L’invention concerne un système de transmission (T) à coupleur magnétique pour véhicule automobile, le système de transmission (T) comprenant - au moins deux machines électriques (SF, ST) concentriques disposées sensiblement à l’intérieur d’une roue de véhicule, - un arbre de transmission (A) s’étendant suivant un axe central des machines électriques (SF, ST), caractérisé en ce qu’il comprend un système de couplage/découplage (CR) des machines électriques (SF, ST) ensemble, et/ou d’au moins une machine électrique (ST) à un bâti fixe. L’invention concerne en outre une roue, un véhicule et une méthode de roulage sur la base d’un tel système. Fig. 1 SYSTEME DE TRANSMISSION A COUPLAGE/DECOUPLAGE DE MACHINES ELECTRIQUES, ROUE, VEHICULE ET SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEME L’invention se rapporte au domaine des dispositifs et systèmes de transmission pour véhicule hybride thermique/électrique. L’invention concerne plus particulièrement des moyens de transmission entre un moteur thermique et au moins deux machines électriques concentriques. L’invention trouve une application particulière dans la transmission entre un moteur thermique et une roue incluant des machines électriques. Il s’agit d’un organe de transmission entre le moteur thermique et la roue incluant des moteurs électriques. Dans ce domaine il a été proposé des systèmes de transmissions basées sur des coupleurs magnétiques pour simplifier l’assemblage. Malheureusement, les solutions proposées ne sont pas pleinement satisfaisantes du point de vue de la taille de l’assemblage obtenu et du rendement. En effet, les solutions de l’état de l’art proposent des configurations fixes aboutissant à des rendements de coupleur bas. Ainsi, un objectif de l’invention est de proposer une solution de coupleur magnétique permettant d’avoir un changement de configurations de sorte à s’adapter à différentes situations et d’augmenter le rendement du coupleur. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un système de transmission pour véhicule automobile, le système de transmission comprenant - au moins deux machines électriques concentriques disposées sensiblement à l’intérieur d’une roue de véhicule, - un arbre de transmission s’étendant suivant un axe central des machines électriques, caractérisé en ce qu’il comprend un système de couplage/découplage des machines électriques, et/ou d’au moins une machine électrique à un bâti fixe. Avantageusement, le système de couplage permet un changement de configuration permettant dans une deuxième configuration de combiner les deux machines électriques, dans une troisième configuration d’immobiliser une machine électrique. Selon une variante, le système de couplage/découplage comprend un mécanisme de crabotage. Cela permet de coupler facilement la machine électrique à une pièce adjacente. Selon une variante, le système de couplage/découplage est configuré pour être déplacé entre les machines pour les coupler entre-elles. Cela permet de coupler simplement les deux machines électriques. Selon une variante, le système de couplage/découplage est configuré pour être déplacé d’une machine vers le bâti fixe pour immobiliser ladite machine. Cela permet de coupler simplement la machine électrique au bâti fixe. Selon une variante, le système de couplage/découplage est piloté par actionnement électromagnétique. Cela permet d’actionner le couplage avec une force significative. Selon une variante, le système de couplage/découplage comprend un moyen de glissement à embrayage. Selon une variante, au moins une machine électrique est une machine axiale ou radiale ou une combinaison radiale/axiale. L’invention concerne également une roue de véhicule comprenant un système de transmission selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un système de transmission selon l’invention. L’invention concerne également une méthode de roulage d’un véhicule automobile comprenant un système de transmission selon l’invention, la méthode comprenant des étapes pour - coupler les machines lors de phases en dérivation de puissance ; et/ou - découpler les deux machines lors des phases de roulage électrique ; et/ou -coupler une machine au bâti fixe lors de phases à forte recharge. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement une vue en coupe d’un système de transmission selon un mode de réalisation préféré de l’invention ; - illustre schématiquement une partie du système de transmission de la avec un mécanisme de crabotage en position intermédiaire ; - illustre schématiquement la partie de système de transmission de la avec le mécanisme de crabotage en position crabotée sur les deux machines ; - illustre schématiquement la partie de système de transmission de la avec le mécanisme de crabotage en position crabotée entre une machine et un carter fixe ; - illustre un schéma du système de transmission avec le mécanisme de crabotage en position crabotée sur les deux machines ; - illustre un schéma du système de transmission de la avec le mécanisme de crabotage en position crabotée entre une machine et un carter fixe ;et - illustre schématiquement le système de transmission dans une roue de véhicule. L’invention concerne un système de transmission T en particulier pour véhicule hybride thermique/électrique. Le système est ici mis en œuvre dans une roue de véhicule intégrant deux machines électriques. En particulier, il s’agit d’un moyen de transmission entre un moteur thermique et ladite machine électrique. On peut aussi parler de système de transmission à coupleur magnétique. Le système de transmission T comprend deux machines électriques concentriques (ou moteurs électriques) disposées sensiblement à l’intérieur d’une roue de véhicule R. Ces machines sont illustrées en . Pour plus de clarté, les hachures de coupe sont omises dans la . On distingue un stator dit « fixe » SF (servant de machine électrique par exemple de traction), et un rotor ST (ou stator tournant) pouvant servir de coupleur magnétique ou de deuxième machine électrique. S’agissant d’un coupleur magnétique, le stator SF habituellement fixe est tournant. Le système de transmission T comprend en outre un arbre de transmission A s’étendant suivant un axe central des machines électriques SF, ST. Une première section de l’arbre A (à droite sur la ) se trouve dans l’axe central du rotor ST. Une deuxième section (à gauche sur la ) se trouve dans l’axe central du stator SF. Le système de transmission T comprend de préférence en outre des balais collecteurs B en contact avec l’arbre de transmission A. Les balais collecteurs B sont de préférence intégrés à ladite machine électrique SF, ST. En outre, les balais collecteurs B sont de préférence orientés dans un sens radial vis-à-vis de l’arbre de transmission A. Selon l’invention, le système de transmission T comprend un système de couplage/découplage soit des machines électriques SF, ST entre-elles, soit d’au moins une machine électrique ST à un bâti fixe, à savoir un carter fixe CF. Avantageusement, le système de couplage implique un changement de configuration permettant dans une deuxième configuration de combiner les deux machines électriques SF, ST, dans une troisième configuration d’immobiliser une machine électrique ST. En particulier, le système de couplage/découplage comprend un mécanisme de crabotage CR vis-à-vis d’au moins une des machines électriques ST, configuré pour un déplacement axial suivant l’axe des machines électriques SF, ST. Le mécanisme de crabotage CR est de préférence externe aux machines électriques pour avoir une bonne tenue. Dans la variante illustrée, le système de couplage/découplage, à savoir le mécanisme de crabotage CR, est sur une machine, à savoir le coupleur ST. En outre, ce système de couplage/découplage est configuré pour être déplacé vers l’autre machine électrique, à savoir le stator SF, pour coupler les deux machines ensemble SF, ST. Par ailleurs, dans la variante illustrée, le système de couplage/découplage, à savoir le mécanisme de crabotage CR, est configuré pour être déplacé vers le carter fixe CF pour immobiliser ladite machine, à savoir le coupleur ST. Ainsi, le coupleur ST est de préférence disposé entre l’autre machine électrique SF et le carter fixe CF. Cela permet de déplacer le système de couplage d’un côté ou de l’autre selon les besoins. L’invention permet lors de certaines phases de vie d’effacer complètement une machine électrique ST (le coupleur). Elle permet aussi de bloquer en rotation le rotor coupleur ST afin qu’il fonctionnement non plus en coupleur mais en machine électrique traditionnelle. Il est aussi intéressant dans certaines configurations (par exemple en extension de jauge, en hybride « Plugin » (ou PHEV) ou en hybride de série) de séparer le coupleur magnétique ST de la machine de traction SF car cela permet en Zone de Traction Electrique Pure de ne plus avoir les pertes du coupleur ST. En outre, cela permet en extension de jauge, de bloquer le coupleur ST pour créer un « hybride série ». La illustre un système décraboté entre les machines électriques ST, SF permettant de faire fonctionner le système en véhicule électrique à batterie (BEV). La illustre un système craboté entre les machines électriques ST, SF permettant de faire fonctionner le système en véhicule hybride de série ou « plugin ». La illustre le coupleur SF bloqué permettant de faire fonctionner le système en véhicule hybride de série avec extension de jauge (REX). Concernant le pilotage, le système de couplage/découplage, en particulier le mécanisme de crabotage CR, peut être piloté par actionnement électromagnétique. Plus particulièrement, l’actionnement du crabot CR pourra être électromagnétique direct au via un palonnier de commande. L’actionnement électromagnétique pourra être intégré sur les parties tournantes de préférence avec un collecteur électrique tournant (non représenté). Dans les autres cas, une liaison mécanique de type plateau tournant ou fourchette, peut être utilisée afin de transmettre le mouvement vers le crabot CR. Lors du décrabotage comme du recrabotage le coupleur magnétique ST peut être piloté afin d’annuler la vitesse entre les deux rotors ST, SF de manière à pouvoir dégager/engager le crabot CR. On peut aussi envisager un système de couplage/découplage comprenant un moyen de glissement à embrayage suivant des modes de réalisation particuliers. L’invention est adaptée à un coupleur de type radial. Elle peut également être adaptée à des machines axiales ou une combinaison de machine radiale et machine axiale, pour y avoir les avantages susvisés. L’invention concerne en outre une roue de véhicule R comprenant un système de transmission T tel que décrit précédemment. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile V comprenant un système de transmission T tel que décrit précédemment. L’invention concerne en outre une méthode de roulage d’un véhicule automobile comprenant un système de transmission T tel que décrit précédemment. La méthode peut comprendre une étape pour coupler les machines électriques ST, SF lors de phases en dérivation de puissance. La méthode peut aussi comprendre une étape pour découpler les deux machines ST, SF lors des phases de roulage électrique. La méthode peut aussi comprendre une étape pour coupler une machine ST au bâti fixe lors de phases à forte recharge. En particulier, selon le besoin une des étapes est mise en œuvre pour adapter le système à la situation et aux besoins. Par exemple, le superviseur de la chaîne de traction détermine en fonction des paramètres énergétiques et de la vitesse du véhicule si les deux rotors ST, SF doivent être crabotés (phase de vie en dérivation de puissance) ou décrabotés (phase de vie en roulage électrique) ou si le rotor du coupleur ST doit être bloqué en rotation (phase de vie à forte recharge). L’intérêt de l’invention est que dans les phases de vie où le superviseur demande un roulage électrique, alors le coupleur peur être décraboté afin de réduire les pertes et améliorer la consommation. De même pour les cas de vie où la puissance de recharge est élevée, le blocage en rotation du coupleur ST permet de recharger à forte puissance avec un rendement optimal. Système de transmission (T) pour véhicule automobile (V), le système de transmission (T) comprenant - au moins deux machines électriques (SF, ST) concentriques disposées sensiblement à l’intérieur d’une roue de véhicule (R), - un arbre de transmission (A) s’étendant suivant un axe central des machines électriques (SF, ST), caractérisé en ce qu’il comprend un système de couplage/découplage (CR) des machines électriques (SF, ST), et/ou d’au moins une machine électrique (ST) à un bâti fixe (CF). Système de transmission (T) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de couplage/découplage comprend un mécanisme de crabotage (CR). Système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le système de couplage/découplage (CR) est configuré pour être déplacé entre les machines (SF, ST) pour les coupler entre-elles. Système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le système de couplage/découplage est configuré pour être déplacé d’une machine (ST) vers le bâti fixe (CF) pour immobiliser ladite machine (ST). Système de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le système de couplage/découplage est piloté par actionnement électromagnétique. Système de transmission selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de couplage/découplage comprend un moyen de glissement à embrayage. Système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’au moins une machine électrique (SF, ST) est une machine axiale ou radiale ou une combinaison radiale/axiale. Roue de véhicule (R) comprenant un système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Véhicule automobile (V) comprenant un système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Méthode de roulage d’un véhicule automobile comprenant un système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, la méthode comprenant des étapes pour - coupler les machines (SF, ST) lors de phases en dérivation de puissance ; et/ou - découpler les deux machines (SF, ST) lors des phases de roulage électrique ; et/ou -coupler une machine (ST) au bâti fixe lors de phases à forte recharge.