Dans une application d’équipement automobile, la conception optimale d’un actionneur nécessite la prise en compte simultané des différents phénomènes physiques ; tant qu’en termes de performances attendues ainsi que les contraintes à respectées. Ces physiques comprennent la performance électromagnétique / électromécanique, comportement thermique et le comportement vibro-acoustique. En prenant en compte le coût et la faisabilité en matières de fabrications, la machine synchro-réluctante (Syncrel) à rotor segmenté a été démontré intéressante pour une application avec des fortes contraintes d’encombrement et thermique. Cette étude a donc pour objective d’évaluer la capacité de la machine Syncrel dans ces différents physiques et démontre les interactions entre eux, qui peuvent affecter les performances de la machine en fonctionnement. Des modèles multi-physiques ont été développés et validés en utilisant une machine prototype conçu précédemment pour un actionneur d’embrayage électrique. En se servant des modèles validés, différents critères de performances des différentes topologies de rotor de la machine Syncrel ont été aussi comparés. A l’issue de l’étude, les modèles électromagnétiques, électromécaniques, thermiques et vibro-acoustiques valides sont à nos dispositions pour être utilisés dans la conception de machine Syncrel en future. La machine Syncrel avec rotor segmenté a été démontrée capable pour être utilisé dans l'application de l'embrayage électrique étudié en particulier. Suite à des évaluations de performance en physique différente, des pistes d'améliorations ont également été proposées. / In an on-board automotive environment, machines optimal design requires simultaneous consideration of numerous physical phenomena; both in terms of expected performance or in terms of constraints to be respected. The physics that can be affected includes the electromagnetic / electromechanical performance, thermal behavior and vibro-acoustic behavior. Among a large choice of machine, with the manufacturer cost and manufacturing concern taken en into account, the synchronous reluctance machine with segmented has been found to be particularly interesting for application with severe ambient temperature and encumbrance limitation. This study has therefore as objectives to evaluate the capacity of the synchronous reluctance machine in ail physics mentioned and eventually shows the interaction between these physics, thus performance alteration of the machine in operated in the automobile equipment environment. Multi-physics model were developed and confronted to experimental validations using a prototype machine that was developed for an electrical clutch. Using the validated model, different performance figures of synchronous reluctance machines with different rotor topologies were compared. Resulting from the study, valid electromagnetic, electromechanical, thermal and vibro-acoustic models are now available to be used as tools in future machine design. The synchronous reluctance with segmented rotor prototype machine has been shown to be capable to be used in the electrical clutch application studied in particular. Following performance evaluations in different physics, suggestions of improvements have also been proposed.

In this thesis, the feasibility to integrate an brake disc and electric machine is investigated. In wheel motors (IWMs) have several advantages, such as saving space in the vehicle, individual and direct control at the wheels and the absence of a mechanical transmission. However, today’s IWMs are heavy and, thus, negatively affect the driving performance of the vehicle due to the increase of the unsprung mass. By integrating an already existing part in the wheel, this increase of the unsprung mass can be minimized. The brake disc manages high temperatures, a significant wear in rough environ-ment, which puts high demands on the rotor. The second part of the machine, the stator, will be significantly affected by the high temperatures of the rotor. The temperatures of the stator are transferred by convection, conduction and radiation from the rotor or brake disc. Liquid cooling of the stator back is analyzed as a potential solution for handling the high temperatures. In order to analyze the feasibility of the concept, thermal, electric and mechanical modelling has been used. The evaluation whether it is possible or not to integrate the brake disc has been with regard to the results of weight, cost, thermal tolerance and electric performance. / I detta arbete undersöks möjligheten att integrera en bromsskiva med elmaskin. Hjul-motorer har flera fördelar, bland annat sparas utrymme i själva bilen, individuell kontroll samt drivning av hjulen utan mekaniska transmissioner. Men hjulmotorer som kan användas idag väger oftast så pass mycket att den odämpade massan ökar kritiskt och köregenskaper av fordonet då blir lidande. Genom att integrera en befintlig del i hjulet kan ¨okningen av odämpade massan minskas. Att använda bromsskivan som rotor, kräver att denna tål temperaturer ¨over 500◦C samt påfrestningar och slitage som en vanlig mekanisk friktionsbroms måste uthärda. Den andra delen av maskinen, statorn kommer även denna att påverkas av de höga temperaturerna av bromsskivan som kommer ledas via konvektion, konduktion och strålning. Möjligheten att kyla statorn med vätska och om detta är tillräckligt undersöks. För att analyserna genomförbarheten av projektet har termiska, elektriska och mekaniska modeller använts. Resultaten har analyserats där maskinens vikt, kostnad, termisk tålighet och elektrisk prestanda har legat till grund för bedömningen om lösningen; att integrera en broms-skiva med elmaskin är rimlig eller ej.