Brevet FR3135365A1 — publié le 20231110

Ensemble de machines électriques de traction de véhicules automobiles électriques ou hybrides, ces machines comportant un stator (30) fixé dans un creux intérieur d’un carter (6) réalisé par une fonderie fermée d’un côté axial arrière, tous les stators (30) comprenant des diamètres extérieurs identiques, et au moins deux longueurs axiales différentes donnant plusieurs puissances de machines, toutes les machines comportant des fonderies de carter (6) identiques présentant un creux intérieur standard pouvant recevoir les stators (30) les plus longs, chaque machine comportant en avant du stator (30) une couronne de serrage axial (28) de l’arrière de ce stator (30) sur le fond du creux, cette couronne (28) présentant des formes adaptées à la longueur du stator (30). Figure 1 ENSEMBLE DE MACHINES ELECTRIQUES DE TRACTION POUR VEHICULES ELECTRIQUES OU HYBRIDES La présente invention concerne un ensemble de machines électriques de traction pour véhicules électriques ou hybrides, ainsi que des véhicules électriques ou hybrides comportant des machines d’un tel ensemble. Un type de machine électrique connu, présenté notamment par les documents US-A1-20200036259 et US-A-20170217301, comporte un carter disposant d’un creux intérieur circulaire légèrement conique comprenant à chaque extrémité un alésage, de manière à former un étagement se resserrant entre successivement l’alésage avant, la partie conique et l’alésage arrière, qui permet un moulage du carter. Un porte-stator comporte deux portées circulaires extérieures s’ajustant dans les alésages avec une étanchéité, et une surface cylindrique intérieure recevant le stator de la machine électrique avec un serrage radial. Le contour extérieur de chaque porte-stator comporte des rainures ou des nervures s’enroulant autour en couvrant sa longueur, afin de former avec la surface intérieure conique du carter un canal hélicoïdal permettant le passage d’un fluide de refroidissement de la machine électrique, en particulier du stator. Toutefois ce type de construction nécessite un carter et un porte-stator adaptés pour chaque dimension de machine électrique, en particulier pour chaque longueur de stator et du rotor qui est ajusté en face. Pour certaines applications, en particulier pour des machines de traction de véhicule automobile électrique ou hybride, il est intéressant de réaliser une gamme de machines électriques fortement standardisée, présentant un diamètre extérieur similaire avec uniquement un ajustement de la longueur, pour délivrer différents couples et puissances adaptés à des véhicules variés. Dans ce cas on obtient un stator et un rotor réalisés avec les mêmes empilages de tôle, utilisant un nombre de tôles différent pour former les longueurs des parties actives, la plupart des autres composants de la machine restant identiques ce qui permet d’augmenter les séries de ces pièces, de faciliter l’industrialisation et de réduire les coûts. Le type de machine électrique présenté ci-dessus nécessite la réalisation de carters et de porte-stators spécifiques pour chaque longueur, formant des grandes pièces, ce qui empêche la standardisation de ces composants et nécessite des investissements de production plus importants. Les coûts ne sont pas optimisés. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un ensemble de machines électriques de traction de véhicules automobiles électriques ou hybrides, ces machines comportant un stator fixé dans un creux intérieur d’un carter réalisé par une fonderie fermée d’un côté axial arrière, tous les stators comprenant des diamètres extérieurs identiques, et au moins deux longueurs axiales différentes donnant plusieurs puissances de machines, cet ensemble étant remarquable en que ce toutes les machines comportent des fonderies de carter identiques présentant un creux intérieur standard pouvant recevoir les stators les plus longs, chaque machine comportant en avant du stator une couronne de serrage axial de l’arrière de ce stator sur le fond du creux, cette couronne présentant des formes adaptées à la longueur du stator. Un avantage de cet ensemble de machines est qu’il permet de conserver des fonderies de carter identiques pour toute la gamme des machines électriques, et d’adapter uniquement pour chaque longueur de stator la couronne de serrage, avec si nécessaire seulement des usinages des carters. On obtient une production en grande série de carters similaires formant la pièce la plus volumineuse de la machine. On peut alors prévoir des investissements industriels adaptés pour un modèle de pièce unique produit en grande quantité, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication. L’ensemble de machines électriques selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, chaque couronne de serrage axial est fixée sur une face transversale du carter disposée en avant du stator. Avantageusement, chaque couronne de serrage axial comporte un centrage dans le carter. De plus, avantageusement chaque couronne de serrage axial comporte un centrage du stator. Avantageusement, les couronnes de serrage axial présentent plusieurs longueurs axiales permettant à partir d’une même fixation de cette couronne dans le carter de serrer des stators de différentes longueurs. Avantageusement, chaque couronne de serrage axial comporte des perçages recevant des vis de serrage axial de la couronne dans le carter. Dns ce cas, avantageusement les perçages des couronnes de serrage axial sont formées sur des oreilles radialement extérieures de ces couronnes. L’invention a aussi pour objet un ensemble de véhicules électriques ou hybrides comportant chacun au moins une machine électrique de traction, remarquable en ce que ces machines font parties d’un ensemble de machines comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : est une vue en coupe suivant un plan de coupe parallèle à l’axe d’une machine électrique selon l’invention ; est une vue du côté avant du carter seul de cette machine ; est une vue d’un manchon de circulation du fluide de refroidissement autour du stator de cette machine ; est une vue d’une couronne de serrage axial seule de ces machines ; et est une vue en coupe axiale d’une couronne de serrage suivant une variante. La présente une machine électrique comportant un arbre 2 supportant un rotor 4 équipé d’aimants sur sa périphérie, un stator fixe 30 entourant ce rotor, et un carter principal 6 présentant sur un côté axial appelé côté arrière AR un fond transversal plat 8 supportant un roulement arrière de l’arbre 10. Un couvercle avant 12 vissé sur la face avant du carter 6, comporte un bossage central tourné vers l’arrière contenant un roulement avant de l’arbre 14. L’extrémité avant de l’arbre 2 traverse le couvercle 12 pour entraîner un capteur 16 disposé dans un logement formé dans le bossage, fermé par une plaque avant 18 vissée sur ce couvercle. Une couronne de serrage 28 centrée dans le carter 6 assure un centrage et un serrage axial du bord extérieur avant 26 du stator 30. Un manchon de circulation de fluide de refroidissement 32, qui peut être de l’eau ou de l’huile, entoure le stator 30 pour guider le fluide autour de ce stator et répartir l’échange de calories. Le stator 30 comporte des bobinages de fils de cuivre, les extrémités de ces fils se rassemblant dans une couronne avant 20 reliée à des sorties de fils 22 orientées radialement. Le rotor 4 et le stator 30 sont formés par des empilages de tôles disposées transversalement, cet empilage avec les aimants et les bobines formant la partie active de la machine électrique. On réalise une gamme de machines électriques présentant un même diamètre et des longueurs différentes, pour ajuster le niveau de couple et de puissance, ce qui permet d’utiliser les mêmes tôles pour le rotor 4 et le stator 30 en faisant varier leurs nombres. Les diamètres identiques des machines permettent aussi d’utiliser une même ligne d’assemblage qui est prévue pour s’adapter aux longueurs différentes des parties actives. La présente le creux intérieur du carter 6 globalement cylindrique, possédant de fonderie une forme légèrement conique se resserrant vers l’arrière de manière à réaliser un moulage en alliage d’aluminium permettant un démoulage vers l’avant d’un noyau intérieur. Le creux intérieur du carter 6 comporte une partie centrale légèrement conique formant un volume de circulation de fluide de refroidissement 40 entourant le stator 30, qui se termine vers l’arrière par des plots usinés répartis sur la circonférence 42 pour former une partie cylindrique de centrage du bord extérieur arrière 24 de stator 30, puis par une face transversale plate arrière usinée 44 formant une face d’appui arrière de ce bord. Le volume de circulation de fluide 40 se termine vers l’avant par un centrage usiné 46 présentant un diamètre un peu plus grand, puis par une face transversale plate tournée vers l’avant 48, usinée aussi. La face transversale plate avant 48 comporte trois extensions radialement extérieure réparties sur le contour, présentant chacune un perçage taraudé axial 50. La présente le manchon de circulation de fluide 28 formé par un moulage en matière plastique, comportant une surface extérieure lisse s’ajustant dans le volume de circulation de fluide 40, et des nervures intérieures 34 qui s’ajustent autour du stator 30 en formant un serpentin permettant une circulation régulière du fluide sur toute la surface de ce stator. La présente la couronne de centrage et de serrage 28 comportant un contour extérieur cylindrique 60 d’ajustement dans le centrage avant du carter 46, et une face transversale plate 62, venant en appui sur la face transversale avant du carter 48, qui est entourée par trois oreilles 64 présentant chacune un perçage recevant une vis qui est vissée dans un perçage axial 50 du carter. La couronne 28 comporte un angle intérieur 66 présentant un centrage circulaire et une face d’appui plate transversale tournée vers l’arrière, qui reçoit l’angle extérieur avant 26 du stator pour assurer son centrage et son serrage vers l’arrière quand cette couronne est serrée sur le carter 6. La couronne 28 réalise une fermeture vers l’avant du volume intérieur de circulation de fluide 40. Cette couronne 28 peut comporter des perçages intérieurs permettant une arrivée de fluide de refroidissement venant du carter, pour le diffuser par des gicleurs répartis sur le contour de manière uniforme dans le volume de circulation 40. La présente une variante de dispositif de serrage formée par une couronne 28 axialement plus longue, qui sur ce dessin est superposée sur la couronne courte présentée en trait pointillé. La couronne longue 28 conserve le même contour extérieur comprenant la face cylindrique 60 et face transversale plate 62, pour assurer un positionnement identique dans le carter 6. L’angle intérieur 66 est formé sur un nez axialement allongé vers l’arrière 70, de manière à réaliser un décalage axial vers l’arrière DL de l’angle intérieur 66 ce qui permet de centrer et de serrer axialement un stator 30 présentant une longueur réduite suivant cette même valeur. En prévoyant des longueurs différentes pour le dispositif de serrage, avec un ajustement de la longueur du nez axial 70 de la couronne 28, on réalise une petite pièce présentant un coût réduit malgré ces variantes. On utilise un carter 6 qui est standard, identique pour différentes longueurs de stator 30, ce qui permet d’optimiser sa production et de prévoir un montage unique de ce carter dans les véhicules avec différentes puissances de machine. Ensemble de machines électriques de traction de véhicules automobiles électriques ou hybrides, ces machines comportant un stator (30) fixé dans un creux intérieur d’un carter (6) réalisé par une fonderie fermée d’un côté axial arrière, tous les stators (30) comprenant des diamètres extérieurs identiques, et au moins deux longueurs axiales différentes donnant plusieurs puissances de machines, caractérisé en ce que toutes les machines comportent des fonderies de carter (6) identiques présentant un creux intérieur standard pouvant recevoir les stators (30) les plus longs, chaque machine comportant en avant du stator (30) une couronne de serrage axial (28) de l’arrière de ce stator (30) sur le fond du creux, cette couronne (28) présentant des formes adaptées à la longueur du stator (30). Ensemble de machines électriques selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couronne de serrage axial (28) est fixée sur une face transversale du carter (48) disposée en avant du stator (30). Ensemble de machines électriques selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque couronne de serrage axial (28) comporte un centrage dans le carter (62). Ensemble de machines électriques selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque couronne de serrage axial (28) comporte un centrage du stator (66). Ensemble de machines électriques selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couronnes de serrage axial (28) présentent plusieurs longueurs axiales permettant à partir d’une même fixation de cette couronne (28) dans le carter (6) de serrer des stators (30) de différentes longueurs. Ensemble de machines électriques selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque couronne de serrage axial (28) comporte des perçages recevant des vis de serrage axial de la couronne (28) dans le carter (6). Ensemble de machines électriques selon la revendication 6, caractérisé en ce que les perçages des couronnes de serrage axial (28) sont formées sur des oreilles radialement extérieures (64) de ces couronnes. Ensemble de véhicules électriques ou hybrides comportant chacun au moins une machine électrique de traction, caractérisé en ce que ces machines font parties d’un ensemble de machines selon l’une quelconque des revendications précédentes.