Brevet FR3148686A1 — publié le 20241115

Carter de dispositif de propulsion pour véhicule automobile Carter (10) de dispositif de propulsion pour véhicule automobile, destiné à loger une machine électrique tournante, un réducteur et un onduleur, le carter (10) comprenant une paroi (20) comportant une surface extérieure (21) et une surface intérieure (22), la surface intérieure (21) délimitant une cavité intérieure (23) du carter (10) recevant la machine électrique tournante et le réducteur, la surface extérieure (21) comportant des nervures extérieures (31), la surface intérieure (22) comportant des nervures intérieures (32), au moins des nervures extérieures (31) et des nervures intérieures (32) étant disposées en alternance lorsque la paroi (20) est observée en coupe transversale. Figure pour l’abrégé : Fig. 6a Carter de dispositif de propulsion pour véhicule automobile La présente invention concerne le domaine des réducteurs pour machines électriques tournantes, et notamment la réduction du bruit et des vibrations acoustiques. Les machines peuvent être synchrones ou asynchrones, à courant alternatif. Elles peuvent être des machines de traction ou de propulsion de véhicules automobiles électriques (Battery Electric Vehicle) et/ou hybrides (Hybrid Electric Vehicle – Plug-in Hybrid Electric Vehicle), telles que voitures individuelles, camionnettes, camions ou bus. L’invention s’applique également à des machines électriques tournantes pour des applications industrielles et/ou de production d’énergie, notamment navales, aéronautiques ou éoliennes. On connait par exemple par la demande internationale WO 2019/219676 une machine dont le carter comporte des nervures extérieures. Dans les demandes CN 209283007 et CN 111245137, les nervures intérieures et extérieures du carter ne sont pas disposées en alternance. En effet, elles ne sont pas disposées de part et d’autre d’une paroi du carter. Dans la demande US 2020/106341, le carter comporte des nervures pour le refroidissement de la machine, qui sont dépourvues de fonction acoustique. En effet, elles peuvent être en contact avec une partie en chemise de la machine. Dans CN 112653285, le carter comporte une coque externe, une coque interne, ainsi qu’une structure anti-vibrations disposée entre les deux coques. Il n’y a pas de nervures intérieures et extérieures ménagées sur une paroi de carter. Il existe un besoin pour améliorer encore les carters de telles machines, notamment afin de réduire le bruit et les vibrations acoustiques lors de l’utilisation. L’invention vise à répondre à tout ou partie de ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un carter de dispositif de propulsion pour véhicule automobile, destiné à loger une machine électrique tournante et l’un au moins d’un réducteur et d’un onduleur, notamment une machine électrique tournante, un réducteur et un onduleur, ou une machine et un onduleur, ou une machine et un réducteur, le carter comprenant une paroi comportant une surface extérieure et une surface intérieure, la surface intérieure délimitant une cavité intérieure du carter recevant la machine électrique tournante et le réducteur, la surface extérieure comportant des nervures extérieures, la surface intérieure comportant des nervures intérieures, au moins des nervures extérieures et des nervures intérieures étant disposées en alternance lorsque la paroi est observée en coupe transversale. Selon l’invention, on rencontre alternativement une nervure intérieure puis une nervure extérieure lorsque l’on se déplace le long de la paroi prise en coupe transversale. La présence des nervures extérieures et des nervures intérieures disposées en alternance permet de diminuer le bruit et les vibrations lors du fonctionnement de la machine. En effet, elles permettent de minimiser les surfaces planes sur la paroi du carter, ce qui permet de limiter la surface rayonnante et les bruits. La présence de nervures intérieures permet d’éviter de disposer toutes les nervures sur la surface extérieure. Des nervures extérieures et des nervures intérieures disposées en alternance permettent de réduire la taille des zones de parois susceptibles d’entrer en résonnance et de produire des vibrations et des bruits. Les nervures intérieures et extérieures peuvent être positionnées au niveau des zones de paroi déformables en flexion. Dans l’invention, on décale les nervures intérieures et extérieures les unes par rapport aux autres. On parle de « peau de tambour » ou « mode de membrane », dans les plages de fréquences gênantes. Les nervures extérieures et les nervures intérieures, étant disposées en alternance, sont placées avec un décalage entre elles. Une nervure intérieure est décalée par rapport à une nervure extérieure. Le décalage des nervures intérieures et extérieures permet, à masse du carter égale, de réduire les amas de matière au point des nœuds de liaison entre une nervure et la paroi. On a, à ces points de liaison des nervures, des sections en T plutôt que des croix, ce qui est favorable à la diminution du bruit et des vibrations. La réduction de la taille des zones de paroi, formant des « cellules » entre les nervures, permet d’obtenir un décalage vers le haut des plages de fréquences en résonnance. L’identification des fréquences acoustiques gênantes et la localisation des surfaces rayonnantes permet d’implanter un minimum de nervures dans les zones concernées, c’est-à-dire de minimiser l’ajout de matière dans le carter, afin de décaler les modes propres locaux indésirables, tout en conservant une maîtrise du process industriel de fabrication, par réduction de porosité à l’intérieur des nœuds. La taille desdites cellules peut varier en fonction de l’épaisseur de la paroi et du matériau. La présence des nervures intérieures permet de rigidifier le carter sans augmenter la surface rayonnante à l’extérieur du carter, ce qui serait un inconvénient en termes de bruit. Ainsi, grâce à la présence des nervures intérieures, on peut avoir des nervures extérieures moins nombreuses. Cela peut permettre de rigidifier le carter sans augmenter la surface rayonnante, et également de faciliter la fabrication du carter, notamment lorsque ce dernier est réalisé par fonderie. En effet, les nervures d’un même côté de la paroi peuvent être grâce à l’invention plus écartées les unes des autres, ce qui facilite leur fabrication, notamment de deux nervures consécutives. Le carter peut être réalisé en aluminium, par exemple par fonderie. En variante, le carter peut être réalisé en acier ou en matériau plastique, par exemple du polyamide (PA). Les nervures peuvent être moulées d’un seul tenant avec la paroi. Les nervures peuvent être monolithique avec le carter, notamment avec la partie de carter correspondante. Le carter peut comporter au moins un groupe de nervures intérieures et extérieures s’étendant parallèlement entre elles lorsque la paroi est observée en coupe transversale. Les nervures intérieures du groupe peuvent être placées en alternance une à une avec les nervures extérieures du groupe. Un groupe de nervures peut comporter au moins deux nervures intérieures et au moins deux nervures extérieures. Un groupe peut comporter au moins trois nervures intérieures et au moins trois nervures extérieures. Le carter peut comporter des nervures intérieures et/ou extérieures s’étendant de manière radiale. Le carter peut comporter des nervures intérieures radiales. Le carter peut comporter des nervures extérieures radiales. Les nervures radiales peuvent ne pas se croiser. Le carter peut comporter des nervures intérieures et/ou extérieures s’étendant de manière concentriques. Le carter peut comporter des nervures intérieures concentriques. Le carter peut comporter des nervures extérieures concentriques. Les nervures concentriques peuvent ne pas se croiser. Le carter peut comporter des nervures intérieures et/ou extérieures s’étendant parallèlement entre elles. Le carter peut comporter des nervures intérieures s’étendant parallèlement entre elles. Le carter peut comporter des nervures extérieures s’étendant parallèlement entre elles. Les nervures parallèles peuvent ne pas se croiser. En variante, le carter peut comporter des nervures parallèles entre elles, disposées perpendiculairement à d’autres nervures parallèles entre elles. Ainsi, le carter peut comporter des nervures extérieures et des nervures intérieures disposées en alternance lorsque la paroi est observée en coupe transversale, notamment à la fois du côté d’un réducteur du dispositif et du côté d’un onduleur du dispositif. Une nervure, voire chaque nervure, peut avoir une hauteur H inférieure à trois fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure, voir inférieure à deux fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure. Une nervure, voire chaque nervure, peut avoir une hauteur H supérieure à une fois une épaisseur e de la paroi du carter au niveau de la nervure, mieux supérieure à 1,5 fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure, voir supérieure à 2 fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure, par exemple comprise entre 2 et 3 fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure. La hauteur d’une nervure intérieure, voire de toutes les nervures intérieures, peut être sensiblement égale à la hauteur d’une nervure extérieure, voire de toutes les nervures extérieures. La hauteur des nervures peut être constante ou variable. La forme des nervures en section transversale peut être sensiblement rectangulaire, avec deux bords latéraux sensiblement parallèles en section transversale. Leur forme peut être constante ou variable. Les nervures intérieures et extérieures peuvent former des polygones, réguliers ou non, à 2, 3, 4, 5 ou 6 côtés par exemple, notamment des triangles, des carrés, des rectangles, des losanges ou des pentagones. Dans une variante de réalisation, les nervures intérieures et extérieures forment des hexagones, également appelés des « nids d’abeille ». La distance entre deux nervures consécutives le long de la paroi peut être constante ou variable. La distance entre deux nervures consécutives peut être comprise entre 6 et 35 mm, mieux entre 8 et 25 mm, voire entre 10 et 15 mm. La distance entre deux nervures intérieures consécutives peut être comprise entre 12 et 70 mm, mieux entre 18 et 50 mm, voire entre 20 et 30 mm. La distance entre deux nervures extérieures consécutives peut être comprise entre 12 et 70 mm, mieux entre 18 et 50 mm, voire entre 20 et 30 mm. Les nervures peuvent être configurées de telle sorte que le premier mode de flexion, notamment de type « peau de tambour », soit au-dessus de la plage de fréquences audibles, notamment supérieur à 16 000 Hz, mieux supérieur à 18 000 Hz, voire supérieur à 20 000 Hz. Dans l’invention, la taille d’une cellule est délimitée par des nervures, la cellule pouvant être de forme polygonale, triangulaire, en quadrilatère, hexagonale. La taille d’une cellule est choisie de sorte que le premier mode de flexion de type « peau de tambour » soit au-dessus de la plage de fréquences audibles ou supérieure à une fréquence haute. La taille d’une cellule peut dépendre de l’épaisseur de la paroi sur laquelle sont implantées les nervures, du matériau constituant la paroi et les nervures, et de la cible de fréquences à atteindre, par exemple supérieur à 10 000 Hz, ou supérieur à 3 000 Hz, lorsque par exemple un problème acoustique est constaté à 3 000 Hz. La cavité intérieure du carter peut recevoir la machine électrique tournante seule ou la machine électrique tournante et le réducteur, ou encore la machine électrique tournante et l’onduleur. Le carter peut comporter une ou plusieurs parties de carter. Le carter peut comporter une partie principale de carter entourant à la fois la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter ne comporte pas de séparation entre la machine électrique tournante et le réducteur. Le raccordement en est rigidifié. En outre, la partie principale de carter peut comporter au moins deux nervures extérieures obliques par rapport à l’axe de rotation de la machine. Les deux nervures obliques forment un V couché. Elles permettent d’obtenir une réduction du bruit et d’éviter une entrée en résonance. En outre, elles peuvent s’étendre entre deux points rigidifiés, et permettent de limiter l’accroissement de masse du carter. La partie principale de carter peut comporter des nervures extérieures et des nervures intérieures disposées en alternance lorsque la paroi est observée en coupe transversale, notamment du côté d’un onduleur du dispositif. La partie principale de carter peut être dépourvue de nervures selon l’invention autour de la machine électrique tournante et/ou autour d’un stator de celle-ci. La partie principale de carter peut comporter au moins deux nervures intérieures parallèles entre elles, notamment du côté d’un onduleur du dispositif. Ces nervures intérieures permettent d’éviter des modes de résonnance indésirables, et de rigidifier localement le carter entourant l’onduleur. Le carter peut comporter une partie de chemise de carter venant fermer la partie principale de carter du côté de la machine électrique tournante. La partie de chemise de carter peut être dépourvue de nervures selon l’invention. Le carter peut comporter une partie de capot de carter venant fermer la partie principale de carter du côté d’un réducteur du dispositif. La partie de capot de carter peut comporter des nervures extérieures et des nervures intérieures disposées en alternance lorsque la paroi est observée en coupe transversale, notamment du côté d’un réducteur du dispositif. Les nervures côté réducteur peuvent également servir pour le guidage d’une huile de lubrification ou d’un fluide de refroidissement. Le carter peut comporter une partie de couvercle de carter venant fermer la partie principale de carter du côté de l’onduleur. L’invention a également pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, une partie de carter de machine électrique tournante, de réducteur et/ou d’onduleur, la partie de carter comprenant une paroi comportant une surface extérieure et une surface intérieure, la surface extérieure comportant des nervures extérieures, la surface intérieure comportant des nervures intérieures, au moins des nervures extérieures et des nervures intérieures étant disposées en alternance lorsque la paroi est observée en coupe transversale. Les caractéristiques décrites ci-dessus sont également applicables à la partie de carter. L’invention a également pour objet un dispositif de propulsion pour véhicule automobile, comportant un carter tel que défini ci-dessus, une machine électrique tournante, un réducteur et un onduleur. Le dispositif de propulsion pour véhicule automobile peut comporter une ou deux machines électriques tournantes. Le réducteur peut comporter un unique étage de transmission. En variante, il peut comporter plusieurs étages de transmission, par exemple deux ou trois étages de transmission. La ou les machines électriques tournantes peuvent être disposées de part et d’autre du réducteur. Chaque machine électrique tournante peut comporter un arbre relié à un arbre primaire du réducteur. L’invention a encore pour objet un véhicule automobile comportant un dispositif de propulsion tel que décrit plus haut. Le véhicule peut comporter au moins deux roues motrices, chacune des roues motrices étant entrainée en rotation par le réducteur, notamment par un arbre de sortie de celui-ci. Les roues motrices peuvent être disposées de part et d’autre du réducteur. Chaque roue motrice peut comporter un arbre relié à un arbre de sortie du réducteur. Le dispositif peut comporter une première roue motrice solidaire en rotation d’un premier arbre de sortie du réducteur. Le dispositif peut comporter une deuxième roue motrice solidaire en rotation d’un deuxième arbre de sortie du réducteur. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’un exemple de réalisation non limitatif de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé. La est une vue schématique et partielle, en perspective, d’un dispositif de propulsion pour véhicule automobile conforme à l’invention. La est une vue schématique et partielle, en perspective, du dispositif de la . La est une vue schématique et partielle, en perspective, du dispositif de la . La est une vue schématique et partielle, en perspective, du dispositif de la . La est une vue de face, schématique et partielle, d’une partie de carter du dispositif de la . La est une vue de la face opposée, schématique et partielle. La est une vue en coupe, selon V-V, de la , schématique et partielle. La est une vue en coupe et perspective, selon VI-VI, de la , schématique et partielle. La est une vue en coupe, selon VI-VI, de la , schématique et partielle. La est une vue de dessus, schématique et partielle, d’une partie de carter de la . La est une vue en coupe, selon VII-VII, de la , schématique et partielle. Description détaillée On a illustré aux figures 1a à 7b un dispositif de propulsion 1 pour véhicule automobile, comportant une machine électrique tournante et un réducteur agencés tous deux dans un carter 10, ainsi qu’un onduleur. Le réducteur peut comprendre un arbre primaire, un arbre secondaire dans un étage de transmission, et un arbre de sortie. Le carter 10 comporte dans l’exemple décrit, comme illustré aux figures 1a, 1b, 2 et 3, une partie principale 12 de carter entourant à la fois la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter est dans cet exemple d’un seul tenant. Le carter 10 comporte également une partie de chemise 11 de carter venant fermer la partie principale 12 de carter du côté de la machine électrique tournante. La partie de chemise 11 de carter est dans cet exemple d’un seul tenant. La partie de chemise 11 de carter est configurée pour recevoir un stator de la machine électrique tournante. Ledit stator peut être inséré par frettage dans la partie de chemise. Le carter 10 comporte encore une partie de capot 13 de carter venant fermer la partie principale 12 de carter du côté du réducteur. La partie de capot 13 de carter est dans cet exemple d’un seul tenant. Le carter 10 comporte enfin une partie de couvercle 14 de carter venant fermer la partie principale 12 de carter du côté de l’onduleur. La partie de couvercle 14 de carter est dans cet exemple d’un seul tenant. Le carter 10 comporte selon l’invention une paroi 20 comportant une surface extérieure 21 et une surface intérieure 22, la surface intérieure 22 délimitant une cavité intérieure 23 du carter 10 recevant la machine électrique tournante et le réducteur. Selon l’invention, la surface extérieure 21 comporte des nervures extérieures 31 et la surface intérieure 22 comporte des nervures intérieures 32. Les nervures extérieures 31 et intérieures 32 sont disposées en alternance lorsque la paroi est observée en coupe transversale, comme par exemple visible sur les figures 5, 6a, 6b et 7b. On rencontre alternativement une nervure intérieure 32 puis une nervure extérieure 31 lorsque l’on se déplace le long de la paroi 20 prise en coupe transversale. Les nervures extérieures et les nervures intérieures, étant disposées en alternance, sont placées avec un décalage entre elles. Une nervure intérieure 32 est décalée par rapport à une nervure extérieure 31. On a, à ces points de liaison des nervures 31, 32 avec la paroi 20, des sections en T plutôt que des croix, comme visible sur les figures 5 et 6b, ce qui est favorable à la diminution du bruit et des vibrations. Les nervures 31, 32 peuvent être moulées d’un seul tenant avec la paroi 20. Les nervures 31, 32 peuvent être monolithiques avec la partie de carter correspondante. Dans un mode de réalisation, on peut avoir au moins un groupe de nervures 31, 32 intérieures et extérieures s’étendant parallèlement entre elles lorsque la paroi 20 est observée en coupe transversale, les nervures intérieures du groupe étant placées en alternance une à une avec les nervures extérieures du groupe. Un groupe peut comporter au moins trois nervures intérieures et au moins trois nervures extérieures, comme par exemple sur la . Des nervures 31, 32 intérieures et/ou extérieures peuvent s’étendre de manière radiale, comme visible par exemple sur les figures 4a et 4b, avec aussi bien des nervures intérieures radiales que des nervures extérieures radiales. Des nervures 31, 32 intérieures et/ou extérieures peuvent s’étendre de manière concentriques, avec aussi bien des nervures intérieures concentriques que des nervures extérieures concentriques, autrement dit arrondies, en arc de cercle, par exemple en forme de cercle ou d’ovale. Ainsi, la partie de capot 13 de carter comporte des nervures extérieures et des nervures intérieures disposées en alternance lorsque la paroi 20 est observée en coupe transversale, du côté d’un réducteur du dispositif. Par ailleurs, le carter comporte des nervures 31, 32 intérieures et/ou extérieures s’étendant parallèlement entre elles. Par exemple, la partie principale 12 de carter comporte des nervures intérieures 32 parallèles entre elles, du côté d’un onduleur du dispositif, comme visible sur la . Ces nervures intérieures 32 permettent d’éviter des modes de résonnance indésirables, et de rigidifier localement le carter entourant l’onduleur. Elles sont dans cet exemple disposées perpendiculairement à d’autres nervures 32 parallèles entre elles. Les nervure 31, 32 peuvent avoir une hauteur H inférieure à trois fois une épaisseur e de la paroi du carter au niveau de la nervure. La forme des nervures 31, 32 en section transversale peut être sensiblement rectangulaire, avec deux bords latéraux sensiblement parallèles en section transversale. Leur forme peut être constante ou variable. La distance entre deux nervures 31, 32 consécutives le long de la paroi peut être constante ou variable. La distance entre deux nervures consécutives peut être comprise entre 10 et 15 mm. La distance entre deux nervures intérieures consécutives peut être comprise entre 12 et 70 mm. La distance entre deux nervures extérieures consécutives peut être comprise entre 12 et 70 mm. En outre, la partie principale 12 de carter peut comporter au moins deux nervures extérieures 31 obliques par rapport à l’axe de rotation de la machine. Les deux nervures 31 obliques forment un V couché, comme illustré sur la . En outre, elles peuvent s’étendent entre deux points rigidifiés, et permettent de limiter l’accroissement de masse du carter 10. Carter (10) de dispositif de propulsion pour véhicule automobile, destiné à loger une machine électrique tournante et l’un au moins d’un réducteur et d’un onduleur, le carter (10) comprenant une paroi (20) comportant une surface extérieure (21) et une surface intérieure (22), la surface intérieure (22) délimitant une cavité intérieure (23) du carter (10) recevant la machine électrique tournante, la surface extérieure (21) comportant des nervures extérieures (31), la surface intérieure (22) comportant des nervures intérieures (32), au moins des nervures extérieures (31) et des nervures intérieures (32) étant disposées en alternance lorsque la paroi (20) est observée en coupe transversale. Carter selon la revendication précédente, comportant au moins un groupe de nervures (31, 32) intérieures et extérieures s’étendant parallèlement entre elles lorsque la paroi (20) est observée en coupe transversale, les nervures intérieures du groupe étant placées en alternance une à une avec les nervures extérieures du groupe. Carter selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des nervures (31, 32) intérieures et/ou extérieures s’étendant de manière radiale. Carter selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des nervures (31, 32) intérieures et/ou extérieures s’étendant de manière concentriques. Carter selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des nervures (31, 32) intérieures et/ou extérieures s’étendant parallèlement entre elles. Carter selon l’une quelconque des revendications précédentes, une nervure (31, 32), voire chaque nervure (31, 32), ayant une hauteur (H) supérieure à une fois une épaisseur (e) de la paroi du carter au niveau de la nervure, mieux supérieure à 1,5 fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure, voir supérieure à 2 fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure, par exemple comprise entre 2 et 3 fois une épaisseur de la paroi du carter au niveau de la nervure. Carter selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une partie principale (12) de carter entourant à la fois la machine électrique tournante et le réducteur. Carter selon la revendication précédente, la partie principale (12) de carter comportant des nervures extérieures (31) et des nervures intérieures (32) disposées en alternance lorsque la paroi (20) est observée en coupe transversale, notamment du côté d’un onduleur du dispositif. Carter selon l’une des deux revendications précédentes, la partie principale (12) de carter comportant au moins deux nervures intérieures (32) parallèles entre elles, notamment du côté d’un onduleur du dispositif. Carter selon l’une des trois revendications précédentes, comportant une partie de capot (13) de carter venant fermer la partie principale (12) de carter du côté d’un réducteur du dispositif. Carter selon la revendication précédente, la partie de capot (13) de carter comportant des nervures extérieures (31) et des nervures intérieures (32) disposées en alternance lorsque la paroi (20) est observée en coupe transversale, notamment du côté d’un réducteur du dispositif. Carter selon l’une quelconque des revendications 7 à 11, comportant une partie de couvercle (14) de carter venant fermer la partie principale (12) de carter du côté de l’onduleur. Dispositif de propulsion (1) pour véhicule automobile, comportant un carter (10) selon l’une des revendications précédentes, une machine électrique tournante, un réducteur et un onduleur. Véhicule automobile comportant un dispositif (1) selon la revendication précédente.