FR3124041A1 - TRANSMISSION SYSTEM WITH INTEGRATED COLLECTOR BRUSHES, WHEEL AND VEHICLE BASED ON SUCH A SYSTEM - Google Patents

TRANSMISSION SYSTEM WITH INTEGRATED COLLECTOR BRUSHES, WHEEL AND VEHICLE BASED ON SUCH A SYSTEM Download PDF

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FR3124041A1 FR2106167A FR2106167A FR3124041A1 FR 3124041 A1 FR3124041 A1 FR 3124041A1 FR 2106167 A FR2106167 A FR 2106167A FR 2106167 A FR2106167 A FR 2106167A FR 3124041 A1 FR3124041 A1 FR 3124041A1
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Abstract

L’invention concerne un système de transmission (T) pour véhicule automobile, comprenant - au moins deux machines électriques (SF, ST) concentriques disposées dans une roue de véhicule, - un arbre de transmission (A) dans un axe central de ladite machine électrique (SF, ST),- des balais collecteurs électriques (B) en contact avec l’arbre de transmission (A), caractérisé en ce que les balais collecteurs (B) sont intégrés à au moins une desdites machines électriques (SF, ST), et en ce que les balais collecteurs (B) sont orientés dans un sens radial vis-à-vis de l’arbre de transmission (A). L’invention concerne en outre une roue et véhicule sur la base d’un tel système. Fig. 1The invention relates to a transmission system (T) for a motor vehicle, comprising - at least two concentric electric machines (SF, ST) arranged in a vehicle wheel, - a transmission shaft (A) in a central axis of said machine (SF, ST),- electric commutator brushes (B) in contact with the transmission shaft (A), characterized in that the commutator brushes (B) are integrated into at least one of the said electric machines (SF, ST ), and in that the commutator brushes (B) are oriented in a radial direction with respect to the transmission shaft (A). The invention further relates to a wheel and vehicle based on such a system. Fig. 1

Description

SYSTEME DE TRANSMISSION A BALAIS COLLECTEURS INTEGRES, ROUE ET VEHICULE SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEMETRANSMISSION SYSTEM WITH INTEGRATED COLLECTOR BRUSHES, WHEEL AND VEHICLE BASED ON SUCH A SYSTEM

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.The invention relates to the field of transmission devices and systems for thermal/electric hybrid vehicles. The invention relates more particularly to means of transmission between a heat engine and at least two concentric electric machines.

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 les moteurs électriques.The invention finds a particular application in the transmission between a heat engine and a wheel including electric machines. It is a transmission component between the internal combustion engine and the wheel, including the electric motors.

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 du couplage.In this field, transmission systems based on magnetic couplers have been proposed to simplify assembly. Unfortunately, the proposed solutions are not fully satisfactory from the point of view of the size of the assembly obtained and the efficiency of the coupling.

En effet, les solutions de l’état de l’art proposent des balais collecteurs disposés à l’extérieur des machines électriques. Ils apparaissent donc comme une excroissance du système qui en rend l’implantation dans un véhicule plus complexe en raison d’une surlongueur pour loger les balais collecteurs.Indeed, state-of-the-art solutions offer commutator brushes placed outside the electrical machines. They therefore appear as an outgrowth of the system which makes their installation in a vehicle more complex due to an excess length to house the commutator brushes.

Ainsi, un objectif de l’invention est de proposer une solution de coupleur magnétique ayant un agencement intégrant les balais collecteurs en limitant la surlongueur, et ayant un rendement satisfaisant.Thus, an objective of the invention is to propose a magnetic coupler solution having an arrangement integrating the commutator brushes while limiting the excess length, and having a satisfactory efficiency.

Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un système de transmission pour véhicule automobile, le système de transmission comprenant
- au moins deux machines électriques disposées dans une roue de véhicule,
- un arbre de transmission dans un axe central de ladite machine électrique,
- des balais collecteurs en contact avec l’arbre de transmission,
caractérisé en ce que les balais collecteurs sont intégrés à au moins une desdites machines électriques, et en ce que les balais collecteurs sont orientés radialement vis-à-vis de l’arbre de transmission.To achieve this objective, the invention proposes a transmission system for a motor vehicle, the transmission system comprising
- at least two electrical machines arranged in a vehicle wheel,
- a transmission shaft in a central axis of said electric machine,
- commutator brushes in contact with the transmission shaft,
characterized in that the commutator brushes are integrated into at least one of said electric machines, and in that the commutator brushes are oriented radially with respect to the transmission shaft.

Avantageusement, la disposition des balais collecteurs à l’intérieur de la machine permet de limiter la surlongueur et d’avoir une solution compacte.Advantageously, the arrangement of the collector brushes inside the machine makes it possible to limit the excess length and to have a compact solution.

Selon une variante, les balais collecteurs sont disposés dans un plan radial passant par un axe central de l’arbre de transmission. Cela permet de limiter les encombrements latéralement au plan des balais.According to a variant, the collector brushes are arranged in a radial plane passing through a central axis of the transmission shaft. This makes it possible to limit the dimensions laterally to the plane of the brushes.

Selon une variante, les balais collecteurs sont intégrés auxdites machines électriques concentriques. Cela permet de limiter davantage sa surlongueur.According to a variant, the collector brushes are integrated into said concentric electric machines. This makes it possible to further limit its excess length.

Selon une variante, un rotor d’au moins une desdites machines électriques a une forme de cloche délimitant un logement pour les balais collecteurs. Cela permet de prévoir un espace pour loger et protéger les balais.According to a variant, a rotor of at least one of said electric machines has a bell shape defining a housing for the collector brushes. This makes it possible to provide a space to house and protect the brushes.

Selon une variante, le système de transmission comprend un carter fixe présentant une cavité configurée pour encapsuler les ballais collecteurs. Cela permet de pouvoir configurer le carter fixe pour prévoir une fermeture hermétique protégeant les balais.According to a variant, the transmission system comprises a fixed casing having a cavity configured to encapsulate the collector balls. This makes it possible to configure the fixed casing to provide a hermetic seal protecting the brushes.

Selon une variante, le carter fixe est configuré pour encapsuler les ballais collecteurs de manière étanche. Cela permet de protéger les balais des conditions extérieures.According to a variant, the fixed casing is configured to encapsulate the collector balls in a sealed manner. This protects the brushes from external conditions.

Selon une variante, au moins une machine électrique est une machine axiale ou radiale ou une combinaison radiale/axiale.According to a variant, at least one electric machine is an axial or radial machine or a radial/axial combination.

L’invention concerne également une roue de véhicule comprenant un système de transmission selon l’invention.The invention also relates to a vehicle wheel comprising a transmission system according to the invention.

Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un système de transmission selon l’invention.Another object of the invention relates to a motor vehicle comprising a transmission system according to the invention.

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 ; et
- illustre schématiquement le système de transmission dans une roue de véhicule.The invention will be further detailed by the description of non-limiting embodiments, and on the basis of the appended figures illustrating variants of the invention, in which:
- schematically illustrates a sectional view of a transmission system according to a preferred embodiment of the invention; and
- schematically illustrates the transmission system in a vehicle wheel.

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.The invention relates to a transmission system T in particular for a thermal/electric hybrid vehicle. The system is implemented here in a vehicle wheel integrating two electric machines.

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.In particular, it is a means of transmission between a heat engine and said electric machine. We can also speak of a magnetic coupler transmission system.

Le système de transmission T peut comprendre au moins deux machines électriques (ou moteurs électriques) disposées dans une roue de véhicule R.The transmission system T may comprise at least two electric machines (or electric motors) arranged in a vehicle wheel R.

En particulier, le système de transmission T comprend deux machines électriques concentriques. Ces machines sont illustrées en . Pour plus de clarté, les hachures de coupe sont omises dans la . On distingue un stator dit « fixe » SF, et un rotor ST (ou stator tournant) formant les deux machines électriques. S’agissant d’un coupleur magnétique, le stator SF habituellement fixe est tournant.In particular, the transmission system T comprises two concentric electric machines. These machines are illustrated in . For clarity, section hatches are omitted from the . There is a so-called "fixed" stator SF, and a rotor ST (or rotating stator) forming the two electrical machines. Being a magnetic coupler, the usually fixed stator SF is rotating.

Le système de transmission T comprend en outre un arbre de transmission A dans 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.The transmission system T further comprises a transmission shaft A in a central axis of the electric machines SF, ST. A first section of tree A (on the right on the ) is in the central axis of the rotor ST. A second section (on the left on the ) is in the central axis of the stator SF.

Le système de transmission T comprend en outre des balais collecteurs B en contact avec l’arbre de transmission A. Comme on peut le voir sur la , des connecteurs des ballais collecteurs B en contact avec l’arbre central A, sont également en contact avec le rotor ST via une branche de connexion E. La figure illustre une seule connexion de balais B.The transmission system T further comprises commutator brushes B in contact with the transmission shaft A. As can be seen in the , connectors of the collector brushes B in contact with the central shaft A, are also in contact with the rotor ST via a connection branch E. The figure illustrates a single connection of brushes B.

Selon l’invention, les balais collecteurs B sont intégrés à ladite machine électrique SF, ST. En outre, les balais collecteurs B sont orientés radialement vis-à-vis de l’arbre de transmission A.According to the invention, the collector brushes B are integrated into said electric machine SF, ST. In addition, the commutator brushes B are oriented radially with respect to the drive shaft A.

Avantageusement, la disposition des balais collecteurs B à l’intérieur de la machine permet de limiter la surlongueur des coupleurs magnétiques de l’art antérieur. L’inconvénient de surlongueur des balais B disparait et permet donc une intégration plus aisée de la transmission dans un véhicule.Advantageously, the arrangement of the collector brushes B inside the machine makes it possible to limit the excess length of the magnetic couplers of the prior art. The disadvantage of the extra length of the brushes B disappears and therefore allows easier integration of the transmission in a vehicle.

En outre, l’utilisation préférée d’une machine électrique axiale à fort diamètre permet de dégager un espace suffisamment important afin d’y intégrer les balais B et ainsi rendre le système compact.In addition, the preferred use of a large-diameter axial electric machine makes it possible to free up a sufficiently large space in order to integrate the B brushes and thus make the system compact.

En particulier, les balais collecteurs B sont disposés dans un plan radial passant par un axe central de l’arbre de transmission A. Cela permet de limiter les encombrements latéralement au plan des balais B.In particular, the collector brushes B are arranged in a radial plane passing through a central axis of the transmission shaft A. This makes it possible to limit the dimensions laterally to the plane of the brushes B.

A cet effet, comme on peut le voir sur la , le rotor ST de ladite machine électrique associé à la branche E et son carter tournant CT, présente une forme de cloche délimitant un logement pour les balais collecteurs B. En outre, le système T comprend un carter fixe CF présentant une cavité correspondante pour loger les balais collecteurs B. La cavité du carter fixe CF est configurée pour encapsuler les ballais collecteurs B, en particulier de manière étanche.For this purpose, as can be seen in the , the rotor ST of said electric machine associated with the branch E and its rotating casing CT, has a bell shape delimiting a housing for the collector brushes B. In addition, the system T comprises a fixed casing CF having a corresponding cavity to house the collector brushes B. The cavity of the fixed housing CF is configured to encapsulate the collector brushes B, in particular in a sealed manner.

Cette cavité peut être fermée par une paroi étanche qui supportera les balais B et le connecteur électrique E. La cavité peut être étanche à l’huile de la transmission comme à l’environnement extérieur de sorte à protéger les balais B.This cavity can be closed by a sealed wall which will support the brushes B and the electrical connector E. The cavity can be sealed against transmission oil and the external environment so as to protect the brushes B.

Il est possible en cas de besoin de maintenance des balais B, d’accéder a ceux-ci de manière aisée par un démontage d’un couvercle support des balais B.If the B brushes require maintenance, it is possible to access them easily by removing a B brush support cover.

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 des balais B intégrés à la machine.The invention is adapted to a radial-type coupler. It can also be adapted to axial machines or a combination of radial machine and axial machine, to have the aforementioned advantages of B brushes integrated into the machine.

L’invention concerne en outre une roue de véhicule R comprenant un système de transmission T tel que décrit précédemment.The invention further relates to a vehicle wheel R comprising a transmission system T as described above.

Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile V comprenant un système de transmission T tel que décrit précédemment.Another object of the invention relates to a motor vehicle V comprising a transmission system T as described above.

Claims (9)

Système de transmission (T) pour véhicule automobile (V), le système de transmission (T) comprenant
- au moins deux machines électriques (SF, ST) concentriques disposées dans une roue de véhicule (R),
- un arbre de transmission (A) dans un axe central de ladite machine électrique (SF, ST),
- des balais collecteurs (B) en contact avec l’arbre de transmission (A),
caractérisé en ce que les balais collecteurs (B) sont intégrés à au moins une desdites machines électriques (SF, ST), et en ce que les balais collecteurs (B) sont orientés radialement vis-à-vis de l’arbre de transmission (A).Transmission system (T) for a motor vehicle (V), the transmission system (T) comprising
- at least two concentric electric machines (SF, ST) arranged in a vehicle wheel (R),
- a transmission shaft (A) in a central axis of said electric machine (SF, ST),
- commutator brushes (B) in contact with the transmission shaft (A),
characterized in that the commutator brushes (B) are integrated into at least one of said electric machines (SF, ST), and in that the commutator brushes (B) are oriented radially with respect to the transmission shaft ( HAS). Système de transmission (T) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les balais collecteurs (B) sont disposés dans un plan radial passant par un axe central de l’arbre de transmission (A).Transmission system (T) according to Claim 1, characterized in that the collector brushes (B) are arranged in a radial plane passing through a central axis of the transmission shaft (A). Système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les balais collecteurs (B) sont intégrés auxdites machines électriques concentriques (SF, ST).Transmission system (T) according to any one of Claims 1 to 2, characterized in that the collector brushes (B) are integrated into the said concentric electric machines (SF, ST). Système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’un rotor d’au moins une desdites machines électriques (ST) a une forme de cloche délimitant un logement pour les balais collecteurs (B).Transmission system (T) according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that a rotor of at least one of the said electric machines (ST) has the shape of a bell defining a housing for the collector brushes (B) . Système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un carter fixe (CF) présentant une cavité configurée pour encapsuler les ballais collecteurs (B).Transmission system (T) according to any one of claims 1 to 4, comprising a fixed casing (CF) having a cavity configured to encapsulate the commutator balls (B). Système de transmission (T) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le carter fixe (CF) est configuré pour encapsuler les ballais collecteurs (B) de manière étanche.Transmission system (T) according to Claim 5, characterized in that the fixed casing (CF) is configured to encapsulate the collector balls (B) in a sealed manner. 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.Transmission system (T) according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one electric machine (SF, ST) is an axial or radial machine or a radial/axial combination. Roue de véhicule (R) comprenant un système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.Vehicle wheel (R) comprising a transmission system (T) according to any one of Claims 1 to 7. Véhicule automobile (V) comprenant un système de transmission (T) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
Motor vehicle (V) comprising a transmission system (T) according to any one of Claims 1 to 7.
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