Le moteur électrique est l’un des organes principaux d’un véhicule électrique. Sa température, notamment celle des bobines, doit être réduite pour éviter toute dégradation. Le refroidissement par l’extérieur, comme avec une chemise d’eau dans le carter, apparait limité car les pertes générées dans les bobines doivent traverser des zones où la conduction thermique est très mauvaise. L’extraction des calories au cœur de la machine est préférable, mais les échanges thermiques avec l’air sont modérés. En application automobile, le moteur électrique est situé à proximité d’un circuit d’huile de lubrification. Le refroidissement par l'huile en contact direct avec les bobines est étudié.La thèse s’est d’abord attachée à la recherche bibliographique étendue sur les différentes solutions de refroidissement de moteur. Ensuite, les transferts thermiques à l’intérieur du moteur ont été modélisés par méthode nodale. A travers une étude de sensibilité, les principales améliorations thermiques passives ont été dégagées, puis les systèmes de refroidissement eux-mêmes ont été modélisés. Enfin, des essais ont été réalisés sur un banc spécialement conçu. Pour cette partie expérimentale, le refroidissement direct des bobines par circulation d’huile a été étudié en détail. Différents types d’injecteurs d’huile sur les têtes de bobine ont été testés dans diverses conditions de vitesse du rotor, température et débit d’huile.L’objectif de cette thèse est d’analyser l’ensemble des problématiques thermiques liées aux solutions de refroidissement à huile. Il s’agit d’une étude comparative de la performance des solutions à huile entre elles et avec celle d’un refroidissement à eau plus conventionnel. / Electric motor is one of the most important elements of an electric vehicle. Some elements, particularly the windings, can be affected by rising heat. External cooling, as water jacket in the case, appears to be limited because the losses generated in windings must pass through zones where conduction is very poor. Cooling in the core of the machine is preferable, but heat transfer with air is poor. Due to the presence of lubricating oil in the vicinity of the motor and the heat transfer enhancement that such a liquid provides, oil circulation on the windings has been considered.The research was first dedicated to an extensive bibliography on the different solutions of motor cooling. Then heat transfer within the motor was modelled by using the lumped system analysis. Thanks to a sensitivity analysis, the main parameters affecting temperature have been identified before cooling systems were modelled. Finally, tests were performed on a specially designed bench. Oil was introduced at each side of the machine to directly cool the stator coil end-windings. Several oil injection patterns were tested. The influence of the oil flow rate, rotation speed and oil temperature has been investigated.The objective of this PHD study is to analyse all the thermal issues related to the oil cooling systems. This is a comparative study of the performance of the oil cooling solutions. Comparison is also done with conventional water cooling.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2014VALE0003 |
| Date | 28 January 2014 |
| Creators | Davin, Tanguy |
| Contributors | Valenciennes, Harmand, Souad |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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