Refroidissement des moteurs électriques : exploration des solutions à huile de lubrification

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.