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Title:
SYSTEM FOR MANAGING ELECTRIC ENERGY AND ALTERNATOR FOR MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/001669
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for managing electric energy on a motor vehicle equipped with an internal combustion engine and comprising elements (8) with high energy consumption, and elements (4) with low energy consumption and a battery. The managing device comprises means for supplying separately the elements (8) with high energy consumption and the elements (4) with low energy consumption and the battery, and a system (2) for controlling the said means. The invention also concerns an alternator integrated inside the clutch housing, without modifying its external dimensions. The alternator comprises a stator and a rotor and is designed for supplying electric energy on a motor vehicle equipped with an internal combustion engine and having a clutch housing. The alternator is driven by the internal combustion engine and is integrated inside the clutch housing, around the clutch device.

Inventors:
ANGRAND BRUNO (FR)
PEYRAUD BERNARD (FR)
Application Number:
PCT/FR1997/001187
Publication Date:
January 15, 1998
Filing Date:
July 03, 1997
Export Citation:
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Assignee:
RENAULT (FR)
ANGRAND BRUNO (FR)
PEYRAUD BERNARD (FR)
International Classes:
H02J7/14; B60R16/02; B60R16/03; (IPC1-7): F02N11/04; B60R16/02
Domestic Patent References:
WO1993007016A11993-04-15
Foreign References:
DE3007941A11981-09-17
DE3743316A11989-06-29
GB2205009A1988-11-23
GB2149595A1985-06-12
FR2440024A11980-05-23
EP0370468A11990-05-30
GB2136224A1984-09-12
DE4015701A11990-11-29
GB2047816A1980-12-03
DE3044422A11982-06-03
Attorney, Agent or Firm:
Fernandez, Francis (Service 0267 86, quai de Stalingrad Boulogne-Billancourt, FR)
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Claims:
10REVENDICATIONS
1. Dispositif de gestion de l'énergie électrique à bord d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne et comprenant des éléments (8) à forte consommation d'énergie électrique, des éléments (4) à faible consommation d'énergie électrique et une batterie, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour alimenter séparément les éléments à forte consommation d'énergie d'une part, et les éléments à faible consommation d'énergie et la batterie d'autre part, et un système de commande (2) desdits moyens.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que le système de commande est capable de fournir une tension U j aux éléments à faible consommation d'énergie et une tension U2 supérieure à la tension U j destinée aux éléments à forte consommation d'énergie, la tension U2 étant filtrée au moyen d'un filtre (6) de façon que la tension U ] soit stable quelle que soit la puissance électrique consommée par les éléments à forte consommation d'énergie.
3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait qu'il comprend un système de commande capable de fournir une tension U j continue aux éléments à faible consommation d'énergie et à la batterie, et une tension alternative U2 aux éléments à forte consommation d'énergie.
4. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait qu'il comprend un premier système de commande (9) capable de fournir une tension continue Uj aux éléments à faible consommation d'énergie et à la batterie et un deuxième système de commande (10) capable de fournir une tension alternative U2 aux éléments à forte consommation d'énergie.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système de commande est capable de diminuer la tension U2 afin de maintenir le niveau de la tension Uj lorsque la demande d'énergie électrique est trop importante.
6. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait qu'il comprend un premier alternateur ( 1 1 ) capable de délivrer une tension continue U j aux éléments à faible consommation d'énergie et un deuxième alternateur ( 1 ) capable de délivrer, par l'intermédiaire d'un système de commande (13), une tension alternative U2 aux éléments à forte consommation d'énergie.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le deuxième alternateur est un alternateur démarreur alimenté lors du démarrage du moteur à combustion interne par une batterie, par l'intermédiaire du système de commande.
8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que les éléments à forte consommation d'énergie comprennent une pompe à eau de refroidissement du moteur, une pompe à huile du moteur, une direction assistée électrique du véhicule, un actionneur électrique de la commande d'embrayage et un dispositif de commande de réglage des projecteurs.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, le véhicule étant équipé d'un alternateurdémarreur à excitation bobinée, le système de commande agit sur le courant d'excitation de l'alternateurdémarreur pour la régulation de la tension U j .
10. Alternateur (18) comprenant un stator (19) et un rotor (1 10), du type destiné à fournir de l'énergie électrique à bord d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne ( 1 1 ) muni d'un dispositif d'embrayage (16) protégé par une cloche d'embrayage (14), ledit alternateur étant entraîné par le moteur à combustion interne, caractérisé par le fait que l'alternateur lo est intégré à l'intérieur de la cloche d'embrayage, autour du dispositif d'embrayage. 1 1.
11. Alternateur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le rotor est fixé à un volant d'inertie (15) disposé entre le moteur (1 1 ) et le dispositif d'embrayage ( 16).
12. Alternateur selon la revendication 10 ou 1 1 , caractérisé par le fait qu'il comprend un rotor bobiné équipé de diodes pour l'excitation.
13. Alternateur selon la revendication 1 1 , caractérisé par le fait que le rotor ( 1 10) comprend une couronne fixée au volant d'inertie et supportant des aimants permanents ( 1 1 1 ).
14. Alternateur selon la revendication 1 0 ou 1 1 , caractérisé par le fait qu'il comprend un rotor à griffes, le stator étant disposé coaxialement et extérieurement par rapport au rotor, et un bobinage d'excitation ( 1 13) fixe étant disposé coaxialement et intérieurement par rapport au rotor.
15. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le stator est fixé à la cloche d'embrayage.
16. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est refroidi par circulation d'air.
17. Alternateur selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le volant d'inertie comprend des ailettes de refroidissement, l'air circulant sur la périphérie extérieure du stator.
18. Alternateur selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un conduit d'amenée d'air destiné à faire passer l'air dans le stator.
19. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 10 à 1 5, caractérisé par le fait qu'il est refroidi par circulation d'eau.
20. Alternateur selon la revendication 19, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit d'eau ( 1 12) disposé sur la périphérie extérieure du stator.
21. Alternateur selon la revendication 19, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit d'eau disposé sur une surface radiale dudit alternateur.
22. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 19 à 21 , caractérisé par le fait que le circuit d'eau assure, en plus, le refroidissement de l'embrayage et le préchauffage du moteur à combustion interne.
23. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 9 à 22 , caractérisé par le fait que le stator est surmoulé avec une résine conductrice de la chaleur.
24. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il remplit, en plus, la fonction de démarreur capable d'entraîner en rotation le moteur à combustion interne au moment de son démarrage.
25. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur de vitesse du moteur à combustion interne.
Description:
Système de gestion de l'énergie électrique et alternateu r pou r véhicule automobile

La présente invention concerne la gestion de l'énergie électrique qui est produite à bord d'un véhicule automobile mû par un moteur à combustion interne. Les véhicules modernes comportent de plus en plus d'équipements dont la consommation d'énergie électrique est relativement élevée, par exemple, des équipements de confort tels que la climatisation ou le chauffage ou des équipements que l'on peut envisager d'entraîner par un moteur électrique plutôt que par le moteur à combustion interne tel que la pompe à eau, la direction assistée, la pompe à huile etc. Les alternateurs de type classique sont limités à un courant électrique de l'ordre de 120 A qui peut s'avérer aujourd'hui insuffisant pour alimenter l'ensemble des équipements. On envisage aujourd'hui des alternateurs de forte puissance électrique pouvant fournir jusqu'à un courant de 250 A sous une tension de 14 V.

Les véhicules de type classique comprennent un réseau électrique de bord à la tension nominale continue de 1 2 V alimentant l'ensemble des équipements. Toutefois, l'accroissement des courants circulant dans ce réseau qui va de pair avec l'accroissement de la consommation électrique des équipements est nuisible à la qualité de la tension de bord et tend à augmenter les fluctuations de la tension. Or les véhicules modernes embarquent de plus en plus de composants électroniques dont le fonctionnement supporte mal de fortes fluctuations de tension.

Une solution peut consister à munir chaque équipement consommateur d'électricité d'un filtre, par exemple du type à condensateur, destiné à lisser la tension à l'entrée dudit composant. Une telle solution est onéreuse et très compliquée à mettre en oeuvre en raison du grand nombre de filtres devant être utilisés.

L'accroissement de l'énergie électrique circulant par le réseau continu 12 V a également pour effet d'augmenter les pertes par effet Joule dans le réseau. Ces pertes sont proportionnelles au carré du courant circulant dans le réseau.

La présente invention a donc pour objet de proposer un système de gestion de l'énergie électrique adapté aux alternateurs de forte puissance et à des équipements électriques à forte consommation d'énergie. La présente invention a également pour objet d'améliorer la qualité de la tension dans le réseau tout en permettant une diminution des pertes. La présente invention permet, grâce à l'accroissement de l'énergie pouvant circuler sur le réseau, l'entraînement par moteur électrique d'équipements entraînés, de façon connue, directement par le moteur thermique.

Le dispositif de gestion de l'énergie électrique, selon l'invention, est destiné aux véhicules automobiles équipés d'un moteur à combustion interne et comprenant des éléments à forte consommation d'énergie électrique, et des éléments à faible consommation d'énergie électrique et une batterie. Le dispositif de gestion comprend des moyens pour alimenter séparément les éléments à forte consommation d'énergie d'une part, et les éléments à faible consommation d'énergie et la batterie d'autre part, et un système de commande desdits moyens. Grâce à cette alimentation séparée, on obtient une bonne stabilité de la tension d'alimentation des éléments à faible consommation d'énergie ce qui est très avantageux pour les équipements électroniques.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de commande est capable de fournir une tension U j aux éléments à faible consommation d'énergie et une tension U2 supérieure à la tension O \ destinée aux éléments à forte consommation d'énergie, la tension U2 étant filtrée au moyen d'un condensateur de façon que la

tension U j soit stable quelle que soit la puissance électrique consommée par les éléments à forte consommation d'énergie. L'utilisation d'une tension U2 supérieure à la tension Uj permet de réduire de façon significative les pertes par effet Joule dans les circuits d'alimentation.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système de commande est capable de fournir une tension U ] continue aux éléments à faible consommation d'énergie et à la batterie, et une tension alternative U2 aux éléments à forte consommation d'énergie. L'utilisation d'une tension alternative U2 permet d'utiliser des appareils électriques fonctionnant sous la fréquence industrielle 50 hertz. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de gestion comprend un premier système de commande capable de fournir une tension continue U j aux éléments à faible consommation d'énergie et à la batterie, et un deuxième système de commande capable de fournir une tension alternative U2 aux éléments à forte consommation d'énergie.

Avantageusement, le deuxième système de commande est capable de diminuer la tension U2 afin de maintenir le niveau de la tension U] lorsque la demande d'énergie électrique est trop importante.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de gestion comprend un premier alternateur capable de délivrer une tension continue U j aux éléments à faible consommation d'énergie et à la batterie, et un deuxième alternateur capable de délivrer par l'intermédiaire d'un système de commande, une tension alternative U2 aux éléments à forte consommation d'énergie. On peut ainsi utiliser un premier alternateur de type et de puissance classiques tout en entraînant de nombreux accessoires par des moteurs électriques. De plus la tension U * ι reste d'une grande stabilité quelle que soit la

consommation d'énergie par les éléments à forte consommation d'énergie.

De préférence, le deuxième alternateur est un alternateur-démarreur alimenté lors du démarrage du moteur à combustion interne par la batterie, par l'intermédiaire du système de commande. On obtient ainsi un gain de place important à proximité du moteur à combustion interne.

Dans un mode de réalisation de l'invention, les éléments à forte consommation d'énergie comprennent une pompe à eau de refroidissement du moteur, une pompe à huile du moteur, une direction assistée électrique du véhicule, un actionneur électrique de la commande d'embrayage et un dispositif de commande de réglage des projecteurs.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le véhicule étant équipé d'un alternateur-démarreur à excitation bobinée, le système de commande agit sur la courant d'excitation de l'alternateur-démarreur pour la régulation de la tension U j .

Grâce à l'invention, des équipements consommateurs d'énergie peuvent être entraînés par des moteurs électriques plutôt que d'être entraînés par le moteur à combustion interne par l'intermédiaire en général de courroies. Cet entraînement électrique permet d'accroître la fiabilité de ces équipements, de gagner de la place et de pouvoir disposer plus facilement ces équipements dans le véhicule.

La présente invention concerne également des alternateurs adaptés à un tel dispositif de gestion de l'énergie.

L'invention a donc également pour objet de proposer un alternateur intégré à l'intérieur de la cloche d'embrayage, sans modifier les dimensions extérieures de celle-ci.

L'alternateur, selon l'invention, comprend un stator et un rotor, et est du type destiné à fournir de l'énergie électrique à bord d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne muni d'un dispositif d'embrayage comprenant une cloche d'embrayage.

L'alternateur est entraîné par le moteur à combustion interne. L'alternateur est intégré à l'intérieur de la cloche d'embrayage, autour du dispositif d'embrayage.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le rotor est fixé à un volant d'inertie disposé entre le moteur et le dispositif d'embrayage.

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'alternateur comprend un rotor bobiné équipé de diodes pour l'excitation. Le rotor bobiné peut être monophasé ou triphasé.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le rotor comprend une couronne fixée au volant d'inertie et supportant des aimants permanents. Le rotor peut être disposé extérieurement par rapport au stator. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'alternateur comprend un rotor à griffes, le stator étant disposé coaxialement et extérieurement par rapport au rotor, et un bobinage d'excitation fixe étant disposé coaxialement et intérieurement par rapport au rotor. On obtient ainsi un alternateur de faible poids et de fiabilité satisfaisante en raison de l'absence de bobinage dans les parties tournantes.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le stator est fixé à la cloche d'embrayage. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'alternateur est refroidi par circulation d'air. Le volant d'inertie peut comprendre des ailettes de refroidissement, l'air circulant sur la périphérie extérieure du stator, ou l'alternateur peut aussi comprendre au moins un conduit d'amenée d'air destiné à faire passer l'air dans le stator.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'alternateur est refroidi par circulation d'eau. L'alternateur peut comprendre un circuit d'eau disposé sur la périphérie extérieure du rotor ou disposé sur une surface radiale. De préférence, le circuit d'eau assure en plus, le refroidissement de l'embrayage et le préchauffage du moteur à combustion interne .

Avantageusement, le stator est surmoulé avec une résine conductrice de la chaleur. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'alternateur remplit, en plus, la fonction de démarreur capable d'entraîner en rotation le moteur à combustion interne au moment de son démarrage.

Avantageusement, l'alternateur comprend un capteur de vitesse du moteur à combustion interne. Ce capteur peut être monté radialement dans le cas de l'alternateur à rotor à griffes ou à aimants permanents. Au contraire, dans le cas de l'alternateur-démarreur à rotor à aimants permanents, on préférera disposer le capteur axialement par rapport au rotor.

Grâce à l'invention, on intègre l'alternateur dans la cloche d'embrayage, dans les volumes disponibles, en effectuant dans ladite cloche d'embrayage le minimum de modifications nécessaires à la fixation de l'alternateur. Il en résulte un gain de place dans le compartiment moteur du véhicule, et une réduction des bruits émis.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention;

la figure 4 est une vue schématique d'un quatrième mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue schématique d'un alternateur à rotor extérieur à aimants permanents; la figure 6 est une vue schématique d'un alternateur à rotor intérieur à aimants permanents; la figure 7 est une vue schématique de l'alternateur de la figure 2 équipé d'un circuit d'eau radial; la figure 8 est une vue schématique de l'alternateur de la figure 2 équipé d'un circuit d'eau axial; la figure 9 est une vue schématique partielle d'un mode de fixation du rotor sur le volant d'inertie; la figure 10 est une vue schématique partielle d'un autre mode de fixation du rotor sur le volant d'inertie; et la figure 1 1 est une vue schématique d'un alternateur-démarreur selon l'invention.

Comme on peut le voir sur la figure 1 , le véhicule comprend un alternateur 1 de forte puissance, qui peut être, par exemple, du type intégré au volant d'inertie du moteur à combustion interne du véhicule ou encore du type alternateur-démarreur. L'énergie électrique fournie par l'alternateur 1 est transmise à un boîtier 2 de commande et de répartition de l'énergie électrique. Le boîtier 2 est relié à un premier réseau électrique 3 alimentant des composants 4 et un second réseau électrique 5 alimentant un filtre 6 relié par des câbles électriques 7 à des composants 8.

Le boîtier 2 est capable d'assurer le pilotage de l'alternateur 1 , la régulation du réseau de bord en fournissant sur le premier réseau 3 une tension Ui continue d'une valeur de 14,4 V et sur le second réseau 5 une tension U2 continue de valeur supérieure à 14,4 V. Le second réseau 5 est relié à un filtre 6 du type à condensateur. Les composants 8 sont ainsi alimentés par une tension filtrée. Les composants 4 à faible consommation d'énergie, regroupent en général la batterie,

o

les différents calculateurs électroniques nécessaires au fonctionnement du véhicule, les lampes et projecteurs d'éclairage etc. Les composants 8 à forte consommation d'énergie regroupent, par exemple, un chauffage additionnel à résistance, un mécanisme de direction assistée électrique, un dispositif de chauffage électrique du pot catalytique destiné à réduire l'émission d'éléments polluants lors du démarrage du véhicule etc. Le boîtier 2 assure sur le premier réseau 3 une tension U j stable et non soumise aux perturbations créées par les variations de charge du second réseau 5. L'alimentation du démarreur du véhicule est assurée par la batterie et donc par l'intermédiaire du premier réseau 3.

Dans le cas où l'alternateur 1 est une machine à rotor à aimants permanents, le boîtier 2 impose un délestage d'un ou plusieurs équipements alimentés par le second réseau 5 pour satisfaire la demande de puissance sur le premier réseau 3. Ce délestage peut être progressif si l'équipement concerné est résistif, dans le but de réduire les perturbations sur le réseau.

Dans le cas où l'alternateur 1 est une machine à rotor bobiné, le boîtier 2 peut agir sur le courant d'excitation pour satisfaire la variation de puissance sur l'un des réseaux 3 ou 5. Lorsque le courant d'excitation est maximum, le boîtier 2 impose alors un délestage comme pour la machine à rotor à aimants permanents.

Sur la figure 2 , les références des éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été conservées. Le second réseau 5 alimente les composants 8 à forte consommation d'énergie sous une tension U2 ondulée non filtrée. Le fonctionnement est relativement proche du mode de réalisation précédent illustré sur la figure 1. On obtient ainsi une tension continue XJ \ sur le premier réseau 3 relativement stable. Les pertes par effet Joule dans les réseaux sont réduites grâce à l'utilisation du second réseau

5 sous la tension U2. On peut ainsi gérer une puissance

électrique disponible importante et alimenter en énergie électrique de nouveaux équipements. Pour parfaire le fonctionnement de certains composants 8 à forte consommation d'énergie, il peut être souhaitable de disposer un filtre à proximité immédiate de l'équipement concerné, en général dans son boîtier de commande.

Comme on peut le voir sur la figure 3 , les références des éléments semblables à ceux des figures précédentes ont été conservées. Le véhicule comprend un alternateur 1 relié à un premier boîtier 9 qui alimente le premier réseau 3 destiné aux composants 4 à faible consommation d'énergie, et un second boîtier 10 alimentant le second réseau 5 destiné aux composants 8 à forte consommation d'énergie . Le boîtier 9 assure le pilotage de l'alternateur 1 et la régulation du premier réseau 3 en fournissant une tension U j continue de 14,4 V. Le boîtier 10 est un système de commande électromécanique ou électronique fournissant un tension alternative U2 aux composants 8. Le boîtier 9 est capable de délester le réseau 5 alimenté par le boîtier 10 de façon à obtenir une tension continue \J \ non perturbée. Un ou plusieurs composants 8 peuvent être temporairement déconnectés pour assurer la stabilité de la tension U ] à condition, bien entendu, que le fonctionnement de ces composants 8 ne concerne pas des fonctions ayant une incidence sur la sécurité du véhicule. La commande des composants 8 s'effectue en général par l'intermédiaire de relais électromécaniques ou statiques. Dans le cas d'un alternateur 1 de type triphasé, le boîtier 10 distribue l'énergie électrique aux composants 8 de façon à équilibrer le courant dans les trois phases de l'alternateur 1. Ce mode de réalisation est particulièrement bien adapté à un véhicule équipé de nombreux équipements à forte consommation d'énergie à caractère résistif tels que des chauffages additionnels.

A titre de variante, on peut prévoir que le boîtier 9 est capable de délivrer une tension U'j continue supérieure à la tension U ] pour alimenter des équipements à forte intensité tels qu'une direction assistée électrique. Les équipements alimentés par la tension U' j seront généralement des gros consommateurs d'énergie acceptant une tension supérieure à 14,4 V et éventuellement des variations de tension, par exemple des moteurs électriques ou des actionneurs électromécaniques. Comme on peut le voir sur la figure 4, le véhicule comprend un alternateur l a de type classique alimentant, sous une tension U j de 14,4 V, le premier réseau 3 auquel sont reliés les composants à faible consommation d'énergie tels que la batterie ou différents calculateurs électroniques. L'alternateur l a est destiné à fournir un courant de l'ordre de 50 A. La puissance absorbée par le réseau 3 est, selon le cycle d'utilisation, constante ce qui donne une très grande stabilité à la tension U j . L'alternateur l a est équipé d'une régulation de type classique capable d'assurer une tension U j constante.

Le véhicule comprend également un alternateur l b de forte puissance relié à un boîtier de commande 2b qui assure le pilotage de l'alternateur l b et l'alimentation des composants à forte consommation d'énergie. Le boîtier de commande 2b gère la distribution d'énergie aux composants 8 de type résistif et aux composants 8' de type inductif tels que le moteur d'entraînement de la pompe à eau, celui de la pompe à huile, la direction assistée électrique, l'actionneur électrique de la commande d'embrayage et un dispositif de réglage des projecteurs.

Le boîtier de commande 2b reçoit une tension alternative de l'alternateur l b, qui est redressée par un pont redresseur réversible. Le boîtier de commande 2b délivre une tension alternative triphasée pour l'alimentation des composants 8 et une tension continue redressée sans filtrage pour les composants 8'. Selon la

puissance disponible, certains équipements consommateurs d'énergie peuvent être délestés. Dans le cas d'un alternateur l b à rotor bobiné, l'excitation de l'alternateur l b peut être commandée de façon à réguler la tension du réseau.

Dans le cas où l'alternateur l b est du type alternateur-démarreur, lors du démarrage, l'énergie de la batterie, qui fait partie des composants 4 à faible consommation d'énergie, est transmise à l'alternateur- démarreur 1 par l'intermédiaire du boîtier de commande 2b et de son pont redresseur réversible. Le boîtier de commande 2b interdit alors toute utilisation des composants 8 et des composants 8' à forte consommation d'énergie. Grâce à l'invention, on obtient un système de gestion de l'énergie électrique à bord d'un véhicule parfaitement adapté aux véhicules modernes pourvus de nombreux équipements de confort tels que la climatisation, les sièges chauffants etc. et on peut prévoir un entraînement électrique pour des équipements tels que la pompe à eau ce qui permet de gagner de la place et de disposer ces équipements avec une plus grande liberté.

En se reportant sur les figures 5 et suivantes, on a détaillé des alternateurs pouvant être utilisés par le dispositif de gestion de l'énergie électrique.

Comme on peut le voir sur la figure 5 , le véhicule comprend un moteur 1 1 à combustion interne, à essence ou diesel, entraînant en rotation un vilebrequin 12, une boîte de vitesses 13 et un carter d'embrayage 14 disposé entre le moteur 1 1 et la boîte de vitesses 13. Un volant d'inertie 15 est disposé dans le carter d'embrayage 14 du côté du moteur 1 1 et est entraîné en rotation par le vilebrequin 12. Un mécanisme d'embrayage 16 est entraîné par le volant d'inertie 15 et est couplé en sortie à un arbre primaire 17 qui entraîne les trains d'engrenages non représentés de la boîte de vitesses 13. Le volant d'inertie 15 est de grand

diamètre, par exemple de l'ordre de 30 cm et de faible épaisseur, par exemple 1 à 2 cm, et occupe sensiblement tout l'espace radial du carter d'embrayage 14. Le mécanisme d'embrayage 16 est de diamètre plus réduit, par exemple de l'ordre de 1 8 cm, ce qui laisse libre un espace annulaire entre le diamètre extérieur du mécanisme d'embrayage 16 et le diamètre intérieur du carter d'embrayage 14. Dans cet espace, est disposé un alternateur intégré 18 capable d'alimenter en énergie électrique le réseau de bord du véhicule, qui comprend un stator 19 intérieur et un rotor 1 10 extérieur disposé radialement entre le stator 19 et le carter d'embrayage 14. Le rotor 1 10 est en forme de couronne et est équipé d'aimants permanents 1 1 1 sur sa face cylindrique disposée en regard du stator 9. Le rotor 1 0 est fixé sur le volant d'inertie 1 5 et le stator 1 9 est solidaire du carter d'embrayage 1 4 au moyen de vis non représentées.

L'alternateur 1 8 est refroidi par air, ce qui offre l'avantage d'une grande simplicité. On peut, dans ce cas, disposer des ailettes sur le volant d'inertie 15 et placer un conduit d'amenée d'air partant de l'extérieur et arrivant au centre de l'embrayage. La circulation d'air se produit alors du centre de l'embrayage vers l'extérieur au besoin en pratiquant des orifices dans le carter d'embrayage 14. La figure 6 illustre un mode de réalisation semblable à celui de la figure 5 , à ceci près que le stator 19 est extérieur et disposé radialement entre le rotor 1 10 et le carter d'embrayage 14. Les aimants 1 1 1 du rotor sont disposés sur sa surface cylindrique extérieure. Le refroidissement de l'alternateur 1 8 s'effectue par air. On peut utiliser des ailettes disposées sur le volant d'inertie 15 en faisant circuler l'air de la boîte de vitesses vers le volant d'inertie. Le refroidissement est alors principalement assuré par la périphérie extérieure du stator 19. On peut également disposer un conduit d'amenée d'air obligeant l'air à passer dans le stator 19.

La figure 7 illustre un mode de réalisation identique à celui de la figure 6, à ceci près que le refroidissement de l'alternateur 18 est assuré au moyen d'un circuit d'eau 1 12 radial disposé sur la périphérie extérieure du stator 19. Ce circuit d'eau 1 12 est relié au dispositif de refroidissement du moteur 1 1 . Afin de minimiser les résistances thermiques entre le stator 19 et l'eau, il est avantageux de surmouler le stator 19 avec une résine conductrice de la chaleur. On obtient ainsi un refroidissement efficace de l'alternateur 18 qui permet en plus de récupérer des calories dans l'eau pour permettre, par exemple, le chauffage de moteurs du type à injection directe . Ce circuit d'eau 1 12 permet également d'assurer un complément de refroidissement du mécanisme d'embrayage 16 et du carter d'embrayage 14 dans des conditions d'utilisation difficiles, par exemple par forte chaleur ou en montagne. Enfin, le refroidissement à eau permet d'avoir un carter d'embrayage 14 fermé, ce qui évite l'intrusion d'eau ou de poussière à l'intérieur de celui-ci.

La figure 8 illustre un mode de réalisation identique à celui de la figure 7 , à ceci près que le circuit d'eau 1 12 est disposé à une extrémité axiale du stator 19. Cette disposition permet essentiellement une diminution de l'encombrement radial par rapport au mode de réalisation illustré sur la figure 7.

Sur le mode de réalisation de la figure 9, les éléments semblables à ceux de la figure 5 portent les mêmes références. L'alternateur 1 8 comprend un stator 19 extérieur et un rotor 1 10 intérieur du type à griffes. Entre le rotor 1 10 et le mécanisme d'embrayage 16, est disposé un bobinage d'excitation 1 13 fixe, coaxial au rotor 1 10 et rendu solidaire du stator 19 au moyen d'une pièce intermédiaire radiale 1 14. Le rotor 1 10 à griffes est fixé au volant d'inertie 15 au moyen d'une protubérance radiale 1 10a fixée au moyen de vis 1 1 5 au volant d'inertie 1 5. Le

volant d'inertie 1 5 est pourvu d'un redan 1 16 destiné à recevoir l'extrémité axiale du rotor 1 10 et sa protubérance axiale 1 10a. La protubérance axiale 1 10a supporte un codeur 1 17 annulaire. Un capteur 1 18 fixe est disposé radialement en regard et à faible distance du codeur 1 17.

Le capteur 1 18 est capable de détecter la vitesse de rotation du rotor 1 10 et par conséquent celle du moteur et de transmettre une information de vitesse par le câble 1 19 qui sort à l'extérieur du carter d'embrayage 14. Les griffes, non représentées, du rotor 1 10, assurent le passage du flux magnétique. Le rotor 1 10 à griffes est dépourvu de bobinage, ce qui lui confère une excellente tenue mécanique et une grande fiabilité tout en réduisant en poids. , Le mode de réalisation illustré sur la figure 10 est semblable à celui de la figure 9, à ceci près que le rotor 1 10 dépourvu de protubérances radiales comprend une protubérance axiale 1 10b qui vient entourer le volant d'inertie 1 5. Le rotor 1 10 est emmanché à force et collé sur la périphérie extérieure 15a du volant d'inertie 15. Ce mode de fixation est particulièrement économique et très simple à mettre en oeuvre.

Sur la figure 1 1 , les références des éléments semblables à ceux des figures précédentes portent les mêmes numéros. L'alternateur-démarreur 18 est du type à réluctance variable et comprend un stator 19 extérieur entourant le rotor 1 10 et le volant d'inertie 15 qui est donc de diamètre réduit. Le rotor 1 10 comprend un empilement de tôles magnétiques minces munies sur leur circonférence extérieure de dents (non visibles sur la figure 1 1 ) alignées axialement. L'empilement de tôles formant le rotor 1 10 est maintenu par des vis 120 qui traversent toute la longueur du rotor 1 10 et viennent se fixer dans le volant d'inertie 15. L'alternateur-démarreur 18 comprend un codeur

1 17 fixé au volant d'inertie en face duquel est disposé

axialement à faible distance un capteur 1 18 fixe. La détection de la vitesse de rotation du moteur est ainsi très aisée.

L'alternateur à rotor à griffes peut être refroidi par air ou par eau de la même façon que l'alternateur à rotor à aimants permanents. De plus, le dispositif électronique de pilotage de l'alternateur à rotor à griffes est relativement proche de celui d'un alternateur de type classique.

On obtient ainsi, grâce à l'invention, un alternateur logé dans l'espace disponible à l'intérieur de la cloche d'embrayage, ce qui permet de libérer de la place sous le capot de la voiture et évite les pannes électriques dues à la rupture de la courroie d'entraînement d'un alternateur de type classique. On obtient également une réduction du bruit et on peut prévoir que l'alternateur soit capable d'assurer en plus la fonction de démarreur.