Brevet FR3159929A1 — publié le 20250912

L’invention concerne un module motopropulseur (10) de véhicule automobile électrique comportant : - au moins une machine (14) électrique, - un réducteur (22) comportant au moins un arbre d’entrée (24) accouplé au moins à ladite au moins une machine électrique (14) et un arbre de sortie (26), entraîné par ledit au moins un arbre d’entrée (24), apte à transmettre une puissance motrice à au moins une roue du véhicule, caractérisé en ce que : - ladite au moins une machine électrique (14) est logée dans un carter (28) de machine électrique, - ledit reducteur (22) est logé dans un carter (30) de réducteur, - chaque carter (28) de machine électrique est fixé au carter (30) de réducteur, - au moins un carter déterminé (28) parmi les carters (28) de machine électrique et (30) de réducteur comporte une face (42) de fixation à un élément du véhicule. Figure pour l'abrégé : Figure 1. MODULE MOTOPROPULSEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE, ET GROUPE MOTOPROPULSEUR COMPORTANT UN TEL MODULE Domaine technique de l'invention L’invention concerne un module motopropulseur de véhicule automobile électrique, et un groupe motopropulseur de véhicule électrique comportant un tel module motopropulseur. Arrière-plan technique La motorisation électrique des véhicules automobiles offre de nouvelles possibilités de contrôle de la motricité de ces véhicules. Conventionnellement, un véhicule automobile comporte un moteur thermique ou une machine électrique, qui transmet une puissance motrice aux roues du véhicule successivement par l’intermédiaire d’une transmission puis d’un différentiel qui est accouplé à chacune des roues de l’essieu considéré. Le différentiel permet de distribuer la vitesse de rotation en entrée de celui-ci par répartition de l'effort cinétique, de façon adaptative, immédiate et automatique, aux besoins du véhicule. Ainsi, il permet aux roues motrices accouplées en sortie du différentiel de tourner à des vitesses différentes lors du passage d'une courbe, les roues situées à l'extérieur du virage tournant plus vite que celles situées à l'intérieur. Dans le cas d’un véhicule thermique, la transmission comporte une boîte de vitesses permettant d’adapter le régime de rotation et le couple fournis par le moteur thermique en entrée de boîte de vitesses en une vitesse et/ou un couple variables en sortie de boîte de vitesses et à l’amont du différentiel, la variation du régime étant alors obtenue par le choix de différents rapports de cette boîte de vitesses. Dans le cas d’un véhicule électrique, la transmission comporte généralement un réducteur qui permet de ramener le régime fourni par la machine électrique à l’amont du différentiel dans une gamme de régimes de rotation acceptables pour celui-ci, la variation du régime à l‘amont du différentiel étant directement obtenue par le pilotage du régime de rotation de la machine électrique en amont du réducteur. Par rapport à un moteur thermique, une machine électrique présente un temps de réaction extrêmement réduit et son régime de rotation peut être piloté de manière très précise. Il est donc possible de proposer pour un même essieu un groupe motopropulseur dans lequel l’adaptation de la vitesse des roues motrices n’est plus nécessairement réalisée par un différentiel, mais par deux modules motopropulseurs indépendants, comportant chacun au moins une machine électrique et un réducteur, et fournissant chacun une puissance motrice à une des roues de l’essieu. En fonction des besoins de motricité du véhicule, une électronique de puissance de ce groupe motopropulseur pilote chaque machine électrique indépendamment. Le régime de rotation de chaque machine électrique peut donc être piloté de manière à permettre aux roues motrices accouplées en sortie de chaque module motopropulseur de tourner à des vitesses différentes lors du passage d'une courbe. En outre le couple de rotation de chaque machine électrique peut aussi être piloté de manière à permettre aux roues motrices accouplées en sortie de chaque module motopropulseur d’être entraînées selon un couple précis à chaque instant suivant les cas d’utilisation et d’adhérence sur la route. Ainsi, le couple à chaque roue est adapté de manière adéquate aux besoins en motricité du véhicule. Cette configuration permet de piloter et maitriser le couple au juste nécessaire et donc de mieux répartir les efforts au sein de chaque module motopropulseur, ce qui est gage d’une fiabilité accrue de celui-ci. Un tel module motopropulseur peut également aussi être utilisé de manière indépendante, dans le cadre d’un véhicule de type tricycle ne comportant qu’une roue motrice. A des fins de maintenance préventive ou curative, il importe de pouvoir remplacer les différents éléments d’un module motopropulseur de manière rapide, c’est-à-dire avec le plus de modularité possible. Ce besoin est essentiel dans le cadre d’un groupe motopropulseur d’un essieu de véhicule automobile, pour lequel il importe de pouvoir remplacer l’une ou l’autre des machines ou l’un ou l’autre des réducteurs de manière rapide afin de limiter le temps global d’immobilisation du véhicule. L’invention satisfait à ce besoin en proposant un module motopropulseur de conception modulaire, dont les élements peuvent être démontés et remplacés de manière rapide. Dans ce but, l’invention propose un module motopropulseur de véhicule automobile électrique comportant : - au moins une machine électrique, - un réducteur comportant au moins un arbre d’entrée accouplé au moins à ladite au moins une machine électrique et un arbre de sortie, entraîné par ledit au moins un arbre d’entrée, apte à transmettre une puissance motrice à au moins une roue du véhicule. Conformément à l’invention, ce module est caractérisé en ce que : - ladite au moins une machine électrique est logée dans un carter de machine électrique, - ledit reducteur est logé dans un carter de réducteur, - le ou chaque carter de machine électrique est fixé au carter de réducteur, - au moins un carter déterminé parmi les carters de machine électrique et de réducteur comporte une face de fixation à un élément du véhicule. L’invention permet avantageusement de séparer et prélever l’un ou l’autre des organes parmi la machine électrique et le réducteur, indépendamment de l’autre, en le retirant d’une pièce avec le carter qui lui est dédié. L’invention permet ainsi de remplacer rapidement une machine électrique ou un réducteur défectueux par un organe similaire de remplacement sans avoir à déposer et remonter les organes qui ne sont pas défectueux. Selon d’autres caractéristiques de l’invention : - la face de fixation est configurée pour être fixée à une face de fixation d’un carter déterminé similaire d’un autre module motopropulseur, ledit autre module motopropulseur étant symétrique du module propulseur par rapport à un plan de symétrie passant par ladite face de fixation, - la face de fixation est portée par le carter de ladite au moins une machine électrique, - le ou chaque carter de machine électrique comporte une portée externe qui est reçue dans une cloche du carter de réducteur, de forme complémentaire de ladite portée, - le carter de réducteur comporte au moins une ouverture apte à permettre le passage d’un connecteur électrique, notamment une barre de connexion électrique, à ladite au moins une machine électrique, - chaque carter de machine électrique ou de réducteur comporte deux demi-carters respectifs de machine électrique ou de réducteur qui sont jointifs selon des faces d’assemblage parallèles à la face de fixation, - le réducteur est un réducteur à trois arbres parallèles comportant un arbre d’entrée, un arbre intermédiaire et un arbre de sortie, logés dans le carter de réducteur, - le module motopropulseur comporte un axe pivotant qui traverse une paroi du carter de réducteur perpendiculairement aux arbres et qui est apte à commander sélectivement un blocage dudit réducteur, - ledit axe pivotant comporte un tronçon, interne audit carter de réducteur, qui est apte à commander par l’intermédiaire d’un mécanisme de renvoi un doigt transversal apte à coopérer avec une denture d’au moins une roue crénelée solidaire d’un des arbres du réducteur, pour bloquer sélectivement ledit réducteur, - ladite au moins une machine électrique est refroidie à l’intérieur du carter de machine électrique par un bain d’huile et ledit carter de machine électrique porte un échangeur externe huile/liquide de refroidissement qui est fixé audit carter de machine électrique et qui communique avec ledit bain d’huile, - un passage d’huile entre l’intérieur du carter de machine électrique et l’échangeur externe huile/liquide de refroidissement est formé entre les faces d’assemblage des demi-carters de machine électrique, - ladite machine électrique est à flux axial. L’invention concerne aussi un groupe motopropulseur de véhicule automobile, comportant deux modules motopropulseurs, tels que décrit plus haut, symétriques et fixés l’un à l’autre par leurs faces de fixation. Selon une autre caractérisique de ce groupe motopropulseur, celui-ci comporte une unité de contrôle de pussance fixée transversalement aux deux modules motopropulseurs. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 est une vue en coupe axiale d’un module motopropulseur selon l’invention ; FIG. 2 La FIG. 2 est une vue en coupe axiale d’un groupe motopropulseur selon l’invention ; FIG. 3 La FIG. 3 est une vue de dessus du groupe motopropulseur de la FIG. 2 ; FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en perspective du groupe motopropulseur de la FIG. 2 ; FIG. 5 La FIG. 5 est une vue en coupe d’un module motopropulseur par le plan 5-5 de la FIG. 1 . Description détaillée de l'invention On a représenté aux figures 1 et 5 un module motopropulseur 10 de véhicule automobile électrique, et aux figures 2 à 4 un groupe motopropulseur 12 de véhicule automobile électrique réalisés conformément à l’invention. Le module 10, le groupe motopropulseur 12 et leurs constituants seront décrits en référence aux directions du trièdre "X", "Y", "Z", où "X" désigne une direction axiale des arbres de ces module 10 et groupe 12, "Y" désigne une première direction transversale de ces modules 10 et groupe 12 et où "Z" désigne une deuxième direction transversale de ces modules 10 et groupe 12 perpendiculaire à la première direction transversale "Y". Conformément à l’invention, le module motopropulseur 10 comporte au moins une machine électrique 14, notamment à flux axial. La machine électrique 14 comporte notamment un rotor 16, et un stator 18. Le rotor 16 entraîne en rotation un arbre 20 de la machine électrique 14. Conformément à l’invention, la machine électrique 14 est logée dans un carter de machine électrique 28 qui est spécifique à celle-ci. Le carter 28 de machine électrique porte le stator 18. Le module motopropulseur 10 comporte également un réducteur 22 comportant au moins un arbre d’entrée 24 qui est accouplé à l’arbre 20 de la machine électrique 14, et un arbre de sortie 26 qui est entraîné, directement ou indirectement, par l’arbre d’entrée 24. Cet arbre de sortie 26 est apte à transmettre une puissance motrice à au moins une roue du véhicule (non représentée). Conformément à l’invention, le réducteur 22 est logé dans un carter de réducteur 30 qui est un carter spécifique à celui-ci et ne contient que ce réducteur 30 ou à tout le moins pas la machine électrique 14. De même, le carter de machine électrique 28 ne contient que cette machine électrique 14 ou à tout le moins ne contient pas le réducteur 22. Dans l’exemple de module motopropulseur 10 qui a été représenté ici, le réducteur est un réducteur à trois arbres parallèles comportant l’arbre d’entrée 24, un arbre intermédiaire 32 et l’arbre de sortie 26, tous logés dans le carter de réducteur 30. L’arbre d’entrée 24 porte un pignon d’entrée 34 qui entraîne avec un premier pignon intermédiaire 36 de l’arbre intermédiaire 32. L’arbre intermédiaire 32 porte un deuxième pignon intermédiaire 38 qui entraîne avec un pignon 40 de l’arbre de sortie 26. Cette configuration n’est pas limitative de l’invention, et celle-ci ne saurait être limitée à réducteur à trois arbres parallèles. Dans l’exemple de module motopropulseur 10 qui a été représenté ici, celui-ci ne comporte qu’une machine électrique 14, mais il sera compris que cette configuration n’est pas non plus limitative de l’invention. En effet, l’invention peut trouver à s’appliquer à tout réducteur comportant au moins un arbre d’entrée 24 et un arbre de sortie 26 et pourrait par exemple trouver à s’appliquer à un réducteur épicycloidal ou planétaire comportant deux arbres d’entrée accouplés chacun à une machine électrique, pour obtenir différents rapports de réductions variables de ce réducteur. Avantageusement, pour permettre un remplacement de la machine électrique 14 ou du réducteur 22, ou des opérations de maintenance de ces organes indépendamment les uns des autres, le ou chaque carter de machine électrique 28 est fixé au carter 30 de réducteur. Cette configuration permet donc avantageusement d’isoler l’au moins une machine électrique 14 ou réducteur 22 en l’extrayant du module 10 avec son carter 28 ou 30 associé. Le carter de machine électrique 28 est fixé au carter 22 réducteur par tous moyens. Toutefois, dans le mode de relation préférée de l’invention cette fixation est réalisée par boulonnage à l’aide de vis. Par ailleurs, le module 10 a ceci d’avantageux qu’au moins au moins un carter déterminé parmi le carter 28 de machine électrique et le carter 30 réducteur comporte une face 42 de fixation à un élément du véhicule. Dans l’exemple de réalisation qui a été représenté sur la FIG. 1 , c’est le carter 28 de la machine électrique 14 qui comporte cette face de fixation 42, le carter 30 du réducteur 22 étant quant à lui fixé au carter 28 de la machine électrique 14 à l’opposé de la face de fixation 42. Cette face 42 de fixation permet par exemple, dans le cas de l’utilisation du module motopropulseur 10 de manière unitaire, par exemple pour la motorisation d’un véhicule de type tricycle, de fixer celui-ci directement sur un élément de structure de caisse du véhicule. Avantageusement, comme l’illustre la FIG. 2 , la face de fixation 42 est configurée pour être fixée à une face de fixation 42’ 28 d’un carter déterminé similaire d’un autre module motopropulseur 10’. Ce module motopropulseur 10’ est symétrique du module propulseur 10 par rapport à un plan P de symétrie passant par la face de fixation 42. Il comporte, de la même manière que le module motopropulseur 10, une machine électrique 14’ et un réducteur 22’. L’assemblage des deux modules motopropulseurs 10, 10’ , symétriques et fixés l’un à l’autre par leurs faces de fixation 42, 42’, définit ainsi un groupe motopropulseur 12 de véhicule automobile. Ce groupe motopropulseur 12 présente l’avantage de pouvoir être commandé indépendamment en vitesse et/ou en couple pour chacune de ces machines électriques 14, 14’, ce qui permet d’adapter la traction du véhicule qui en est équipé aux courbes que le véhicule emprunte et aux conditions d’adhérence que rencontrent les roues de ce véhicule. Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, quel que soit le nombre de machines électriques utilisées dans un module 10, chaque carter 28 de machine électrique comporte une portée externe 44 qui est reçue dans une cloche 46 du carter 30 de réducteur. La cloche 46 du carter 30 de réducteur est de forme complémentaire de la portée 44. Cette configuration permet d’une part de prépositionner le carter 28 de la machine électrique 14 dans le carter 30 du réducteur 22 avant sa fixation, et donc d’en faciliter la fixation, celle-ci ne dépendant plus que d’un simple boulonnage des carters 28, 30. D’autre part, cette configuration permet de limiter l’encombrement axial suivant la direction X des deux carters 28, 30. Avantageusement, comme l’illustre la FIG. 1 , chaque carter de machine électrique 28 ou 30 de réducteur comporte deux demi-carters respectifs 28a, 28b de machine électrique et deux demi-carters respectifs 30a, 30b de réducteur. Les demi-carters 28a, 28b, en ce qui concerne le carter 28 de machine électrique, et les demi-carters 30a, 30b en ce qui concerne le carter 30 de réducteur, sont respectivement jointifs selon des faces d’assemblage respecitves 28c, 28d, 30c, 30d qui sont parallèles à la face de fixation 42. La portée 44 du carter 28 de machine électrique 14 étant reçue dans la cloche 46 du carter 30 du réducteur 22, il importe de pouvoir alimenter électriquement la machine électrique 14 de manière simple. C’est pourquoi, comme on peut le voir à la FIG. 1 , le carter de réducteur 30, et plus particulièrement le demi-carter 30a comporte au moins une ouverture 48 qui est apte à permettre le passage d’un connecteur électrique, notamment une barre de connexion électrique (non représentée) ou barre de puissance, à la machine électrique 14. La machine électrique 14 et le réducteur 22 sont également indépendants en ce qui concerne leur lubrification et leur refroidissement. À cet effet, ici, la machine électrique 14 est refroidie à l’intérieur du carter de machine électrique 28 par un bain d’huile. Comme on peut les voir sur les figures 3 et 4 qui représentent le groupe motopropulseur 12 complet, chaque carter 28, 28’ de machine électrique 14, 14’ porte un échangeur externe huile/liquide de refroidissement 50, 50’ qui est fixé au carter correspondant 28, 28’ de machine électrique et qui communique avec le bain d’huile interne de chaque carter 28, 28‘. Sur les figures 3 et 4, on remarquera les conduites correspondantes 52 et 52’ de liquide de refrodissement des échangeurs 50, 50’. De préférence, un passage d’huile (non représenté) entre l’intérieur du carter 28 de machine électrique et l’échangeur externe huile/liquide 50 de refroidissement est formé entre les faces d’assemblage 28c, 28d des demi-carters 28a, 28b de machine électrique. Sur la FIG. 3 , on aperçoit un bossage 54 destiné à être traversé par ce passage d’huile. Avantageusement, comme l’illustre la FIG. 5 , chaque module motopropulseur 10 comporte un axe pivotant 56 qui traverse une paroi du carter 30 de réducteur perpendiculairement aux arbres 24, 26, 32. Cet axe pivotant 56 est entraîné en rotation par un actionneur électrique 58 et il comporte un tronçon 60, interne au carter 30 de réducteur, qui est apte à commander un doigt transversal 62 apte à coopérer avec une denture d’au moins une roue 62 du réducteur 22, Le doigt est mobile sensiblement selon l’axe Z pour bloquer sélectivement ledit réducteur. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 5, l’arbre d’entrée 24 comporte une roue crénelée 64 solidaire en rotation de l’arbre 24 qui est apte à recevoir entre ses crans le doigt transversal 62. Le tronçon 60 de l’axe pivotant 56 est susceptible d’actionner par l’intermédiaire d’un mécanisme de renvoi 66 un levier basculant 68. Ce levier 68 est monté pivotant autour d’un axe parallèle à la direction X, et il porte le doigt transversal 62. Le pivotement du levier 68 permet la mobilité du doigt 62 selon l’axe Z. Chaque module 10 comporte donc ainsi un frein de parking indépendant. Enfin, comme on peut le voir aux figures 3 et 4, le groupe motopropulseur 12 comporte avantageusement une unité de contrôle de puissance 70 qui est fixée transversalement aux deux modules motopropulseurs 10, 10’. C’est donc de cette unité de contrôle 70 que sont issues les barres de connexion électrique ou barres de puissance (non représentées) traversant les ouvertures 48. Cette configuration permet d’assurer une bonne stabilité à l’unité de contrôle de puissance 70 et un montage simple des barres de connexion de puissance. Préférentiellement, cette unité de contrôle 70 est configurée pour réalise un contrôle respectif et indépendant de chacune des machines électriques 14, 14’. L’invention permet donc de bénéficier d’un module 10 motopropulseur 10 et d’un groupe motopropulseur 12 de véhicule électrique simplifiant les opérations de maintenance préventive et curative de ses organes. Module motopropulseur (10) de véhicule automobile électrique comportant : - au moins une machine (14) électrique, - un réducteur (22) comportant au moins un arbre d’entrée (24) accouplé au moins à ladite au moins une machine électrique (14) et un arbre de sortie (26), entraîné par ledit au moins un arbre d’entrée (24), apte à transmettre une puissance motrice à au moins une roue du véhicule, caractérisé en ce que : - ladite au moins une machine électrique (14) est logée dans un carter (28) de machine électrique, - ledit reducteur (22) est logé dans un carter (30) de réducteur, - le ou chaque carter (28) de machine électrique est fixé au carter (30) de réducteur, - au moins un carter déterminé (28) parmi les carters (28) de machine électrique et (30) de réducteur comporte une face (42) de fixation à un élément du véhicule. Module motopropulseur (10) de véhicule électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face (42) de fixation est configurée pour être fixée à une face (42’) de fixation d’un carter déterminé (28’) similaire d’un autre module (10’) motopropulseur, ledit autre module motopropulseur (10’) étant symétrique du module motopropulseur (10) par rapport à un plan (P) de symétrie passant par ladite face de fixation (42). Module motopropulseur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face (42) de fixation est portée par le carter (28) de ladite au moins une machine électrique (14). Module motopropulseur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque carter (28) de machine électrique comporte une portée externe (44) qui est reçue dans une cloche (46) du carter (30) de réducteur, de forme complémentaire de ladite portée (44). Module motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le carter (28) de réducteur comporte au moins une ouverture (48) apte à permettre le passage d’un connecteur électrique, notamment une barre de connexion électrique, à ladite au moins une machine électrique (14). Module motopropulseur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque carter (28) de machine électrique ou de réducteur (30) comporte deux demi-carters respectifs (28a, 28b) de machine électrique ou (30a, 30b) de réducteur qui sont jointifs selon des faces d’assemblage (28c, 28d, 30c, 30d) parallèles à la face de fixation (42). Module motopropulseur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réducteur (22) est un réducteur à trois arbres parallèles comportant un arbre d’entrée (24), un arbre intermédiaire (32) et un arbre de sortie (26), logés dans le carter (30) de réducteur. Module motopropulseur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un axe pivotant (56) qui traverse une paroi du carter (30) de réducteur perpendiculairement aux arbres (24, 26, 32) et qui comporte un tronçon (60), interne audit carter (30) de réducteur, qui est apte à commander par l’intermédiaire d’un mécanisme de renvoi (66) un doigt transversal (62) apte à coopérer avec une denture d’au moins une roue crénelée (64) solidaire d’un des arbres (24) du réducteur (22), pour bloquer sélectivement ledit réducteur (22) . Module motopropulseur (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une machine électrique (14) est refroidie à l’intérieur du carter (28) de machine électrique par un bain d’huile et en ce que ledit carter de machine électrique porte un échangeur externe huile/liquide de refroidissement (50) qui est fixé audit carter (28) de machine électrique et qui communique avec ledit bain d’huile. Module motopropulseur(10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce qu’un passage d’huile entre l’intérieur du carter (28) de machine électrique et l’échangeur externe huile/liquide de refroidissement (50) est formé entre les faces d’assemblage (28c, 28d) des demi-carters (28a, 28b) de machine électrique. Groupe motopropulseur (12) de véhicule automobile, comportant deux modules motopropulseurs (10, 10’) selon l’une des revendications 2 à 10, symétriques et fixés l’un à l’autre par leurs faces de fixation (42, 42’). Groupe motopropulseur (12) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte une unité (70) de contrôle de puissance fixée transversalement aux deux modules (10, 10’) motopropulseurs.