EP4284667A1 - Structure de véhicule automobile - Google Patents

Structure de véhicule automobile

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Publication number
EP4284667A1
EP4284667A1 EP21851679.7A EP21851679A EP4284667A1 EP 4284667 A1 EP4284667 A1 EP 4284667A1 EP 21851679 A EP21851679 A EP 21851679A EP 4284667 A1 EP4284667 A1 EP 4284667A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fixing
motor vehicle
vehicle structure
box
floor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21851679.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Richard Zeitouni
Marc Peru
Fréderic COIFFIER
Paul Bornier
Stéphane Fonfrede
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
PSA Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP4284667A1 publication Critical patent/EP4284667A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20Floors or bottom sub-units
    • B62D25/2009Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
    • B62D25/2036Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits the subunits being side panels, sills or pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/157Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body for side impacts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438Arrangement under the floor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to the field of motor vehicles, more particularly to the field of the structure or body of motor vehicles.
  • the published patent document FR 3 069 224A1 addresses this problem and provides the solution of reinforcing the crosspieces of the floor, more particularly at the level of the outer ends of the crosspieces in question, between the traction batteries and the side sills or sills.
  • This solution allows the structure to have greater resistance to deformation in the event of a side impact of the column type.
  • it has the disadvantages of making the vehicle heavier, increasing its production cost and reducing the side impact absorption capacity.
  • the aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art. More specifically, the invention aims to make a motor vehicle structure equipped with traction batteries compatible with the side impact test of the pole type, and this in a simple, inexpensive way and/or not making the vehicle heavier.
  • the subject of the invention is a motor vehicle structure, comprising a floor with two longitudinal edges; two longitudinal sections extending under the floor; two side profiles extending along the two longitudinal edges of the floor; a box containing electrical energy accumulator batteries placed under the floor; remarkable in that the box is fixed to the two longitudinal sections by fixing means configured to yield in the event of a side impact of the post type.
  • the fixing means are configured to yield before deformation of the casing or at least before deformation of the casing likely to damage the batteries of electrical energy accumulators.
  • the fixing means comprise fixing screws.
  • the fixing screws each have a zone of weakness capable of breaking in a privileged manner during a side impact of the post type.
  • the zone of weakness of each fixing screw is a groove adjacent to a head of said fixing screw.
  • the fixing means further comprise fixing holes opening out transversely into which the fixing screws engage, respectively, each of said fixing holes opening transversely being capable of allowing sliding followed by disengagement of the corresponding fixing screw during the side impact of the post type.
  • the fixing holes opening out transversely are formed on the two longitudinal sections, the opening being directed transversely towards the outside of the motor vehicle.
  • the fixing holes opening out transversely are formed on the box, the opening being directed transversely towards the interior of the motor vehicle.
  • the box comprises two side walls and fixing lugs arranged along said two side walls, the fixing holes emerging transversely formed on the box being on said fixing lugs.
  • At least one of the fixing holes emerging transversely has an opening with an effective width less than the corresponding diameter of the corresponding fixing screw, so that the disengagement of said fixing screw causes a deformation of said fixing hole emerging transversely.
  • the fixing means comprise at least one spacer forming at least one of the fixing holes opening out transversely.
  • each of the at least one spacer is fixed to the box, the opening being directed transversely towards the interior of the motor vehicle, or to one of the longitudinal sections, the opening being directed transversely towards the outside of the motor vehicle.
  • the measures of the invention are advantageous in that they allow the structure of the motor vehicle to preserve the integrity of the batteries of electrical energy accumulators during the pole side impact, and this in a simple and inexpensive manner. These measures are also advantageous in that they do not increase the weight of the vehicle. They also have a diversity of implementation, which makes it possible to cope with different mounting constraints depending on the vehicle model. Indeed, depending on the configuration of the longitudinal sections and of the box, the fixing means capable of yielding in the event of an impact side of the pole type can be optimally selected from a manufacturing cost standpoint as well as an efficiency standpoint.
  • FIG 1 is a perspective view of the underside of a motor vehicle
  • FIG 2 is a cross-sectional view of the motor vehicle structure of Figure 1, before impact;
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the motor vehicle structure of Figure 1, during impact, without the measures of the invention
  • FIG 4 is a cross-sectional view of the motor vehicle structure of Figure 1, during impact, with the measures of the invention
  • FIG 5 is a perspective view of a fixing lug, allowing fixing of the traction battery box according to a first embodiment of the invention
  • FIG 6 is a perspective view of a longitudinal section under the floor of the motor vehicle structure, allowing attachment of the traction battery box according to a second embodiment of the invention
  • FIG 7 is a cross-sectional view of the motor vehicle structure, illustrating a fixing of the traction battery box according to a third embodiment of the invention.
  • FIG 8 is a cross-sectional view of the motor vehicle structure, illustrating a fixing of the traction battery box according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG 9 illustrates two examples of spacer for the fixing of Figure 8 according to the fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 illustrates in perspective a motor vehicle 2, more particularly its structure 4 comprising a floor 6, two longitudinal sections 10 extending under the floor, commonly called stretchers, and two side sections 8 extending along the two longitudinal edges from floor 6, more commonly called side sills or side sills.
  • This is a conventional structure, in itself well known to those skilled in the art.
  • the motor vehicle structure 4 illustrated in FIG. 1 has the particularity of comprising a casing 12 containing electrical energy storage batteries, arranged under the floor 6.
  • the casing 12 comprises in particular two side walls 12.1 and fixing lugs 12.2 distributed along the two side walls, providing attachment between the side walls 12.1 in question and the two longitudinal sections 10 extending under the floor 6, commonly called stretchers.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of one of the two lateral sides of the motor vehicle structure 4 of Figure 1, before impact. It is understood that the motor vehicle structure is generally symmetrical, with the exception of course of a few elements which are not the subject of the present invention and are not represented, so that the left and right sides are generally identical. by symmetry.
  • the floor 6, generally flat although comprising stiffening ribs or bosses, the lateral profile 8 fixed to the longitudinal edge of the floor 6, below in relation to said floor, and the longitudinal profile 10 directly under the floor 6 and at a distance, transversely or laterally, from the side section 8.
  • the box 12 containing the modules of electrical energy accumulators, not shown, is arranged under the floor 6, with the side wall 12.1 located in line with the longitudinal section 10.
  • the fixing lug 12.2 visible in FIG. 2 extends vertically along an outer face of the side wall 12.1 as far as the longitudinal profile 10. More specifically, the fixing lug 12.2 comprises a side face, generally vertical, disposed against the side wall 12.1 of the box 12 and an upper face, generally horizontal, fixed against a lower face of the longitudinal profile 10.
  • a connecting piece 14 can ensure rer the attachment between the floor 6 and the side profile 8, the connecting piece 14 forming a lateral extension of the floor 6, with a vertical portion allowing attachment to the side profile 8 at a height lower than that of the floor 6.
  • a reinforcement 16 can be provided between the side profile 8 and the longitudinal profile 10, this reinforcement being intended to work essentially in tension or compression in a direction generally transverse to the vehicle.
  • Post 18 of the Euro NCAP post type side impact test mentioned above is shown adjacent to the side profile 8.
  • the motor vehicle with its structure 4 is moved in a transverse direction towards the post 18 in question which is fixed. This displacement corresponds to a relative displacement of the post 18 with respect to the structure in the direction indicated by the arrow.
  • Figure 3 corresponds to figure 2, however no longer before the impact but during the impact. It can be observed that the insertion of the post 18 into the motor vehicle structure 4 tends to deform the floor 6 in compression in the plane of said floor, as illustrated by the straight arrow. This displacement is accompanied by a displacement of the side wall 12.1 of the casing, causing a collision with the batteries or electrical energy accumulator modules 20, liable to damage them.
  • the inventors of this invention have found that driving the post 18 into the motor vehicle structure 4 also tends to cause the floor to pivot, as shown by the curved arrow. They then discovered that releasing the attachment between the box 12 and the longitudinal section would allow the floor 6 to deform without interfering with the electrical energy storage batteries 20.
  • FIG. 4 corresponds to FIG. 3, except that the fixing means 22 of the box 12 to the longitudinal section 10 are configured to give way in the event of a side impact of the post type. It can in fact be observed in FIG. 4 that once these fastening means 22 have yielded, the floor 6 as well as the elements connecting the floor 6 to the side profile 8 can deform without interfering with the box 12, more particularly with 20 electrical energy storage batteries.
  • the fixing means 22 of the box 12 to the longitudinal sections 10, capable of giving way in the event of a side impact of the post type, can be implemented in several and various ways.
  • FIGS 5 to 9 illustrate four embodiments of such fastening means, it being understood, however, that these different modes can be combined with each other or with other non-detailed embodiments.
  • FIG. 5 illustrates a first embodiment of the fixing means 22, these comprising at least one fixing screw 22.1 cooperating with the longitudinal section 10 (FIG. 4) and with a hole 22.2 formed in the fixing lug 12.2.
  • the hole of fixing 22.2 is particular in that it emerges transversely, that is to say allows disengagement of the fixing screw 22.1 after sliding of the latter relative to the fixing hole 22.2. More specifically, the sliding of the fixing screw 22.1 along the fixing hole 22.2 disengages the head (not shown) and the shaft of the screw from the fixing lug 12.2 and separates the latter from the longitudinal section 10 (FIG. 4) .
  • the fixing bracket 12.2 is a stamped sheet with a horizontal portion 12.2.1 intended to be placed against the longitudinal section 10 ( Figure 4), and a vertical portion 12.2.2 intended to be placed against the side wall 12.1 of the box 12 ( Figure 4).
  • the fixing hole 22.2 is formed through the horizontal portion 12.2.1, the fixing hole 22.2 being emerging through the vertical portion 12.2.2, at a zone adjacent to the fold of the sheet between the horizontal 12.2.1 and vertical 12.2.2 portions. It is however understood that the fixing hole 22.2 could open out onto the horizontal portion 12.2.1 provided that the latter has a sufficient extent.
  • the direction in which the fixing hole 22.2 emerges is shown by the arrow starting from the fixing screw 22.1 in FIG. 5. This direction is directed towards the interior of the vehicle so as to allow sliding followed by disengagement of the fixing screw 22.1 during the transverse compression of the motor vehicle structure, more particularly of the floor and the side profile during the side impact of the post type, as illustrated in Figure 4.
  • the fixing lug 12.2 represented in FIG. 5 has two fixing holes opening out transversely 22.2, it being understood that their number can be one, two, three or even more.
  • FIG. 6 illustrates a second embodiment of the fixing means 22, these comprising at least one fixing screw 22.1 cooperating with the box 12, for example one of the fixing lugs 12.2 of said box 12, and with a fixing hole emerging transversely 22.3 formed in the longitudinal profile 10. It is therefore a sort of inversion of the first embodiment illustrated in Figure 5.
  • the direction in which the fixing hole 22.3 is emerging is represented by the arrow at Figure 6. This direction is directed towards the outside of the vehicle so as to allow sliding followed by disengagement of the fixing screw 22.1 during the transverse compression of the motor vehicle structure, more particularly of the floor and of the side profile during the side impact of the post type, as illustrated in FIG. 4. It is therefore opposite to the direction in which the fixing hole 22.2 of the first embodiment in Figure 5 is open.
  • FIG. 7 illustrates a third embodiment of the fixing means 22, these comprising at least one fixing screw 22.1 cooperating with the box 12, for example one of the fixing lugs 12.2 of said box 12, and with the longitudinal profile 10
  • the fixing screw 22.1 is special in that it has a weakened zone 22.1.4 capable of breaking in a privileged manner during a side impact of the post type.
  • This weakened zone 22.1.4 is in this case formed by a groove or circular groove adjacent to the head 22.1.1 of the fixing screw 22.1.
  • the fixing screw 22.1 can comprise conventionally and successively along the main direction of said screw a screw head 22.1 .1 , a shaft 22.1 .2 and a thread 22.1 .3.
  • the weakening zone 22.1.4 is advantageously formed at the level of the shaft 22.1.2, at a position directly adjacent to the screw head 22.1.1.
  • Figures 8 and 9 illustrate a fourth embodiment of the fixing means 22, these comprising a spacer 22.4 or 122.4 fixed to the box 12, for example to one of the fixing lugs 12.2 of said box 12, or to the longitudinal section 10, and at least one fixing screw 22.1 engaging with the spacer 22.4 or 122.4 and the other of the box 12 and of the longitudinal section 10.
  • the spacer 22.4 may include a mounting hole emerging transversely 22.2 or 22.3, similarly to the first and second embodiments illustrated in Figures 5 and 6.
  • the operating principle is then similar to that of these embodiments, namely that the sliding capacity of the fixing screw 22.1 until disengagement, during the side impact of the post type , will be predominantly dependent on the initial tightening achieved by the fixing screw 22.1, namely the friction forces at the level of the fixing.
  • the opening of the fixing hole 22.2 is advantageously directed transversely towards the interior of the motor vehicle when the spacer 22.4 is fixed to the box.
  • the opening of the fixing hole 22.3 is advantageously directed transversely towards the outside of the motor vehicle when the spacer 22.4 is fixed to one of the longitudinal sections 10.
  • the spacer 122.4 may comprise a fixing hole emerging transversely 122.2 or 122.3 with a passage section smaller than that of the fixing screw.
  • the sliding capacity of the fixing screw 22.1 until disengagement, during the side impact of the post type, will then be dependent not only on the initial tightening carried out by the fixing screw 22.1, namely the friction forces at the level of the fixing , but also by the deformation capacity of the spacer at the level of the reduced passage section.
  • This configuration of the spacer 122.4 allows the fixing means between the box 12 and the longitudinal profile 10 to absorb more part of the energy of the side impact of the post type before yielding and separating the box from said longitudinal profile.
  • the opening of the fixing hole 122.2 is advantageously directed transversely towards the interior of the motor vehicle when the spacer 122.4 is fixed to the box 12.
  • the opening of the fixing hole 122.3 is advantageously directed transversely towards the outside of the motor vehicle when the spacer 122.4 is fixed to one of the longitudinal sections 10.
  • the spacers 22.4 and 122.4 advantageously have a thickness greater than that of the sheets constituting the longitudinal section 10 and the box 12, for example greater than 4mm and/or less than 10mm.
  • the material can be steel or aluminum.
  • the latter is particularly interesting for the spacer 122.4 whose fixing hole opening out transversely 122.2 or 122.3 has a passage section lower than that of the fixing screw 22.1, since it has a greater work hardening capacity.
  • the four embodiments which have just been described can be combined with each other.
  • the first and second embodiments can be combined alternately, that is to say with fixing holes opening out transversely on the box for certain fixing screws and on the longitudinal section for others. screw.
  • the fixing screws with the ability to break in a privileged manner during the side impact of the pole type can be implemented with each of the first, second and fourth embodiments.

Abstract

L'invention a trait à une structure de véhicule automobile (4), comprenant un plancher (6) avec deux bords longitudinaux; deux profilés longitudinaux (10) s'étendant sous le plancher (6); deux profilés latéraux (8) s'étendant le long des deux bords longitudinaux du plancher (6); un caisson (12) contenant des batteries d'accumulateurs d'énergie électrique disposé sous le plancher (6); dans laquelle le caisson (12) est fixé aux deux profilés longitudinaux (10) par des moyens de fixation (22) configurés pour céder en cas de choc latéral du type poteau (18).

Description

DESCRIPTION
STRUCTURE DE VÉHICULE AUTOMOBILE
Domaine technique
La présente invention revendique la priorité de la demande française 2100785 déposée le 28 Janvier 2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au domaine de la structure ou caisse de véhicules automobiles.
Technique antérieure
Le développement des véhicules automobiles à traction électrique connait un essor important. A cet effet, il est nécessaire de placer des batteries d’accumulateurs d’énergie électrique destinées à la traction, plus couramment appelées batteries de traction, sur la structure ou caisse du véhicule. Il est courant de placer ces batteries de traction en position centrale sous le plancher de la structure du véhicule. Cependant en cas de choc latéral intrusif, comme notamment en cas de choc latéral du type poteau, les batteries peuvent être sévèrement endommagées.
Dans le test de choc latéral du type poteau Euro NCAP, un véhicule est propulsé latéralement à 32 km/h contre un poteau rigide et étroit. Le véhicule est placé perpendiculairement à la direction du mouvement, ou comme cela se fait depuis 2015, avec un angle par rapport à la perpendiculaire. Lorsque le véhicule est équipé d'un coussin gonflable central pour éviter que les occupants du siège avant ne se heurtent, deux mannequins mâles moyens d'impact latéral sont placés sur les sièges avant. Lorsqu'il n'y a pas de coussin gonflable central, un seul mannequin est placé sur le siège du conducteur. Il s’agit d’un test très sévère de la capacité d’un véhicule à protéger la tête du conducteur. La charge sur le véhicule étant localisée à tel point que la déformation peut être très importante et le poteau peut pénétrer profondément dans l'habitacle.
Le document de brevet publié FR 3 069 224A1 aborde cette problématique et apporte comme solution de renforcer des traverses du plancher, plus particulièrement au niveau des extrémités extérieures des traverses en question, entre les batteries de traction et les longerons latéraux ou bas de caisse. Cette solution permet à la structure de présenter une plus grande résistance à la déformation en cas de choc latéral du type poteau. Elle présente toutefois les inconvénients d’alourdir le véhicule, d’augmenter son coût de production et de diminuer la capacité d’absorption du choc latéral.
Exposé de l'invention
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus spécifiquement, l’invention a pour objectif de rendre une structure de véhicule automobile équipée de batteries de traction compatible avec le test de choc latéral du type poteau, et ce de manière simple, peu coûteuse et/ou n’alourdissant pas le véhicule.
L’invention a pour objet une structure de véhicule automobile, comprenant un plancher avec deux bords longitudinaux ; deux profilés longitudinaux s’étendant sous le plancher ; deux profilés latéraux s’étendant le long des deux bords longitudinaux du plancher ; un caisson contenant des batteries d’accumulateurs d’énergie électrique disposé sous le plancher ; remarquable en ce que le caisson est fixé aux deux profilés longitudinaux par des moyens de fixation configurés pour céder en cas de choc latéral du type poteau.
Les moyens de fixation sont configurés pour céder avant déformation du caisson ou du moins avant une déformation du caisson susceptible d’endommager les batteries d’accumulateurs d’énergie électrique.
Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de fixation comprennent des vis de fixation.
Selon un mode avantageux de l’invention, les vis de fixation présentent chacune une zone d’affaiblissement apte à se rompre de manière privilégiée lors du choc latéral du type poteau.
Selon un mode avantageux de l’invention, la zone d’affaiblissement de chacune de vis de fixation est une gorge adjacente à une tête de ladite vis de fixation.
Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de fixation comprennent, en outre, des trous de fixation débouchant transversalement dans lesquels s’engagent les vis de fixation, respectivement, chacun desdits trous de fixation débouchant transversalement étant apte à permettre un glissement suivi d’un désengagement de la vis de fixation correspondante lors du choc latéral du type poteau.
Selon un mode avantageux de l’invention, les trous de fixation débouchant transversalement sont formés sur les deux profilés longitudinaux, le débouchement étant dirigé transversalement vers l’extérieur du véhicule automobile.
Selon un mode avantageux de l’invention, les trous de fixation débouchant transversalement sont formés sur le caisson, le débouchement étant dirigé transversalement vers l’intérieur du véhicule automobile.
Selon un mode avantageux de l’invention, le caisson comprend deux parois latérales et des pattes de fixation disposées le long desdites deux parois latérales, les trous de fixation débouchant transversalement formés sur le caisson étant sur lesdites pattes de fixation.
Selon un mode avantageux de l’invention, au moins un des trous de fixation débouchant transversalement présente un débouchement avec une largeur effective inférieure au diamètre correspondant de la vis de fixation correspondante, de manière à ce que le désengagement de ladite vis de fixation provoque une déformation dudit trou de fixation débouchant transversalement.
Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de fixation comprennent au moins une entretoise formant au moins un des trous de fixation débouchant transversalement.
Avantageusement, chacune de l’au moins une entretoise est fixée au caisson, le débouchement étant dirigé transversalement vers l’intérieur du véhicule automobile, ou à un des profilés longitudinaux, le débouchement étant dirigé transversalement vers l’extérieur du véhicule automobile.
Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce qu’elles permettent à la structure de véhicule automobile de préserver l’intégrité des batteries d’accumulateurs d’énergie électrique lors du choc latéral poteau, et ce de manière simple et peu coûteuse. Ces mesures sont aussi avantageuses en ce qu’elles n’augmentent pas le poids du véhicule. Elles présentent aussi une diversité de mise en œuvre, ce qui permet de faire face à différentes contraintes de montage selon le modèle de véhicule. En effet, en fonction de la configuration des profilés longitudinaux et du caisson, les moyens de fixation aptes à céder en cas de choc latéral du type poteau peuvent être sélectionnés de manière optimale d’un point de vue coût de fabrication ainsi que d’un point de vue efficacité.
Brève description des dessins
[Fig 1] est une vue en perspective du dessous d’un véhicule automobile ;
[Fig 2] est une vue en coupe transversale de la structure de véhicule automobile de la figure 1 , avant impact ;
[Fig 3] est une vue en coupe transversale de la structure de véhicule automobile de la figure 1 , durant impact, sans les mesures de l’invention ;
[Fig 4] est une vue en coupe transversale de la structure de véhicule automobile de la figure 1 , durant impact, avec les mesures de l’invention ;
[Fig 5] est une vue en perspective d’une patte de fixation, permettant une fixation du caisson des batteries de traction selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 6] est une vue en perspective d’un profilé longitudinal sous le plancher de la structure de véhicule automobile, permettant une fixation du caisson des batteries de traction selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 7] est une vue en coupe transversale de la structure de véhicule automobile, illustrant une fixation du caisson des batteries de traction selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 8] est une vue en coupe transversale de la structure de véhicule automobile, illustrant une fixation du caisson des batteries de traction selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 9] illustre deux exemples d’entretoise pour la fixation de la figure 8 selon le quatrième mode de réalisation de l’invention ;
Description détaillée
La figure 1 illustre en perspective un véhicule automobile 2, plus particulièrement sa structure 4 comprenant un plancher 6, deux profilés longitudinaux 10 s’étendant sous le plancher, communément appelés brancards, et deux profilés latéraux 8 s’étendant le long des deux bords longitudinaux du plancher 6, plus communément appelés longerons latéraux ou bas-de-caisse. Il s’agit là d’une structure classique, en soi bien connue de l’homme de métier.
La structure de véhicule automobile 4 illustrée à la figure 1 présente la particularité de comporter un caisson 12 contenant des batteries d’accumulateurs d’énergie électrique, disposé sous le plancher 6. Le caisson 12 comprend notamment deux parois latérales 12.1 et des pattes de fixations 12.2 réparties le long des deux parois latérales, assurant une fixation entre les parois latérales 12.1 en question et les deux profilés longitudinaux 10 s’étendant sous le plancher 6, communément appelés brancards.
La figure 2 est une vue en coupe transversale d’un des deux côtés latéraux de la structure de véhicule automobile 4 de la figure 1 , avant impact. Il est entendu que la structure de véhicule automobile est généralement symétrique, à l’exception bien sûr de quelques éléments qui ne sont pas l’objet de la présente invention et ne sont pas représentés, de sorte que les côtés gauche et droite sont généralement identiques par symétrie. On peut observer le plancher 6, généralement plan bien que comportant des nervures ou bossages de raidissement, le profilé latéral 8 fixé au bord longitudinal du plancher 6, en contre-bas par rapport audit plancher, et le profilé longitudinal 10 directement sous le plancher 6 et à distance, transversalement ou latéralement, du profilé latéral 8. Le caisson 12 renfermant les modules d’accumulateurs d’énergie électrique, non représentés, est disposé sous le plancher 6, avec la paroi latérale 12.1 située au droit du profilé longitudinal 10. La patte de fixation 12.2 visible à la figure 2 s’étend verticalement le long d’une face extérieure de la paroi latérale 12.1 jusqu’au profilé longitudinal 10. Plus spécifiquement, la patte de fixation 12.2 comprend une face latérale, généralement verticale, disposée contre la paroi latérale 12.1 du caisson 12 et une face supérieure, généralement horizontale, fixée contre une face inférieure du profilé longitudinal 10. Une pièce de liaison 14 peut assurer la fixation entre le plancher 6 et le profilé latéral 8, la pièce de liaison 14 formant une extension latérale du plancher 6, avec une portion verticale permettant une fixation au profilé latéral 8 à une hauteur inférieure à celle du plancher 6. Un renfort 16 peut être prévu entre le profilé latéral 8 et le profilé longitudinal 10, ce renfort étant destiné à travailler essentiellement en traction ou compression dans une direction généralement transversale au véhicule. Le poteau 18 du test de choc latéral du type poteau Euro NCAP mentionné ci-avant est représenté adjacent au profilé latéral 8. Lors du test en question, le véhicule automobile avec sa structure 4 est déplacé dans une direction transversale vers le poteau 18 en question qui est fixe. Ce déplacement correspond à un déplacement relatif du poteau 18 par rapport à la structure dans la direction indiquée par la flèche.
La figure 3 correspond à la figure 2, toutefois non plus avant l’impact mais durant l’impact. On peut observer que l’enfoncement du poteau 18 dans la structure de véhicule automobile 4 tend à déformer le plancher 6 en compression dans le plan dudit plancher, comme cela est illustré par la flèche rectiligne. Ce déplacement est accompagné d’un déplacement de la paroi latérale 12.1 du caisson, provoquant une collision avec les batteries ou modules d’accumulateur d’énergie électrique 20, susceptible de les endommager. Les inventeurs de cette invention ont constaté que l’enfoncement du poteau 18 dans la structure de véhicule automobile 4 tend également à faire pivoter le plancher, comme cela est illustré par la flèche courbée. Ils ont alors découvert qu’une libération de la fixation entre le caisson 12 et le profilé longitudinal allait permettre au plancher 6 de se déformer sans interférer avec les batteries d’accumulateur d’énergie électrique 20.
La figure 4 correspond à la figure 3 à cette différence près que les moyens de fixation 22 du caisson 12 au profilé longitudinal 10 sont configurés pour céder en cas de choc latéral du type poteau. On peut en effet observer à la figure 4 qu’une fois que ces moyens de fixation 22 ont cédé, le plancher 6 ainsi que les éléments de liaison du plancher 6 au profilé latéral 8 peuvent se déformer sans interférer avec le caisson 12, plus particulièrement avec les batteries d’accumulateur d’énergie électrique 20.
Les moyens de fixation 22 du caisson 12 aux profilés longitudinaux 10, aptes à céder en cas de choc latéral du type poteau peuvent être mis en œuvre de plusieurs et diverses manières.
Les figures 5 à 9 illustrent quatre modes de réalisation de tels moyens de fixation, étant toutefois entendu que ces différents modes peuvent être combinés entre eux ou encore avec d’autres modes de réalisation non détaillés.
La figure 5 illustre un premier mode de réalisation des moyens de fixation 22, ceux-ci comprenant au moins une vis de fixation 22.1 coopérant avec le profilé longitudinal 10 (figure 4) et avec un trou 22.2 formé dans la patte de fixation 12.2. Le trou de fixation 22.2 est particulier en ce qu’il est débouchant transversalement, c’est-à-dire permet un désengagement de la vis de fixation 22.1 après glissement de celle-ci par rapport au trou de fixation 22.2. Plus spécifiquement, le glissement de la vis de fixation 22.1 le long du trou de fixation 22.2 désengage la tête (non représentée) et le fût de la vis de la patte de fixation 12.2 et désolidarise celle-ci du profilé longitudinal 10 (figure 4).
En l’occurrence, la patte de fixation 12.2 est une tôle emboutie avec une portion horizontale 12.2.1 destinée à être placée contre le profilé longitudinal 10 (figure 4), et une portion verticale 12.2.2 destinée à être placée contre la paroi latérale 12.1 du caisson 12 (figure 4). En l’occurrence, le trou de fixation 22.2 est formé au travers de la portion horizontale 12.2.1 , le trou de fixation 22.2 étant débouchant au travers de la portion verticale 12.2.2, à une zone adjacente au pli de la tôle entre les portions horizontale 12.2.1 et verticale 12.2.2. Il est toutefois entendu que le trou de fixation 22.2 pourrait être débouchant sur la portion horizontale 12.2.1 pour autant que celle- ci présente une étendue suffisante.
Le sens dans lequel le trou de fixation 22.2 est débouchant est représenté par la flèche partant de la vis de fixation 22.1 à la figure 5. Ce sens est dirigé vers l’intérieur du véhicule de manière à permettre un glissement suivi d’un désengagement de la vis de fixation 22.1 lors de la compression transversale de la structure de véhicule automobile, plus particulièrement du plancher et du profilé latéral lors du choc latéral du type poteau, telle qu’illustrée à la figure 4.
On peut observer que la patte de fixation 12.2 représentée à la figure 5 présente deux trous de fixation débouchant transversalement 22.2, étant entendu que leur nombre peut être d’un, deux, trois ou plus encore.
La figure 6 illustre un deuxième mode de réalisation des moyens de fixation 22, ceux-ci comprenant au moins une vis de fixation 22.1 coopérant avec le caisson 12, par exemple une des pattes de fixation 12.2 dudit caisson 12, et avec un trou de fixation débouchant transversalement 22.3 formé dans le profilé longitudinal 10. Il s’agit donc en quelque sorte d’une inversion du premier mode de réalisation illustré à la figure 5. Le sens dans lequel le trou de fixation 22.3 est débouchant est représenté par la flèche à la figure 6. Ce sens est dirigé vers l’extérieur du véhicule de manière à permettre un glissement suivi d’un désengagement de la vis de fixation 22.1 lors de la compression transversale de la structure de véhicule automobile, plus particulièrement du plancher et du profilé latéral lors du choc latéral du type poteau, telle qu’illustrée à la figure 4. Il est donc opposé au sens dans lequel le trou de fixation 22.2 du premier mode de réalisation à la figure 5 est débouchant.
La figure 7 illustre un troisième mode de réalisation des moyens de fixation 22, ceux- ci comprenant au moins une vis de fixation 22.1 coopérant avec le caisson 12, par exemple une des pattes de fixation 12.2 dudit caisson 12, et avec le profilé longitudinal 10. La vis de fixation 22.1 est particulière en ce qu’elle présente une zone d’affaiblissement 22.1 .4 apte à se rompre de manière privilégiée lors du choc latéral du type poteau. Cette zone d’affaiblissement 22.1 .4 est en l’occurrence formée par une gorge ou rainure circulaire adjacente à la tête 22.1 .1 de la vis de fixation 22.1 . La vis de fixation 22.1 peut comprendre classiquement et successivement suivant la direction principale de ladite vis une tête de vis 22.1 .1 , un fût 22.1 .2 et un filetage 22.1 .3. La zone d’affaiblissement 22.1 .4 est avantageusement formée au niveau du fût 22.1 .2, à une position directement adjacente à la tête de vis 22.1 .1 .
En référence à la figure 4, lors du choc latéral du type poteau, la déformation en compression et éventuellement en pivotement du plancher 6 génère au niveau de la ou des vis de fixation 22.1 des moyens de fixation 22 entre le caisson 12 et le profilé longitudinal 10 des efforts de cisaillement additionnés d’éventuels efforts de traction et/ou de flexion. Ces efforts vont alors générer des contraintes maximales au niveau de la zone d’affaiblissement 22.1 .4 qui vont dépasser la contrainte à la rupture du matériau de la vis de fixation 22.1 et provoquer sa rupture.
Il est entendu que l’affaiblissement de la vis de fixation 22.1 peut prendre d’autres formes que la gorge circulaire illustrée à la figure 7.
Les figures 8 et 9 illustrent un quatrième mode de réalisation des moyens de fixation 22, ceux-ci comprenant une entretoise 22.4 ou 122.4 fixée au caisson 12, par exemple à une des pattes de fixation 12.2 dudit caisson 12, ou au profilé longitudinal 10, et au moins une vis de fixation 22.1 s’engageant avec l’entretoise 22.4 ou 122.4 et l’autre du caisson 12 et du profilé longitudinal 10.
En référence à la figure 9, l’entretoise 22.4 peut comprendre un trou de fixation débouchant transversalement 22.2 ou 22.3, similairement aux premier et deuxième modes de réalisation illustrés aux figures 5 et 6. Le principe de fonctionnement est alors similaire à celui de ces modes de réalisation, à savoir que la capacité de glissement de la vis de fixation 22.1 jusqu’à désengagement, lors du choc latéral du type poteau, sera dépendante de manière prédominante du serrage initial réalisé par la vis de fixation 22.1 , à savoir les forces de friction au niveau de la fixation. Le débouchement du trou de fixation 22.2 est avantageusement dirigé transversalement vers l’intérieur du véhicule automobile lorsque l’entretoise 22.4 est fixée au caisson. Le débouchement du trou de fixation 22.3 est avantageusement dirigé transversalement vers l’extérieur du véhicule automobile lorsque l’entretoise 22.4 est fixée à un des profilés longitudinaux 10.
Toujours en référence à la figure 9, l’entretoise 122.4 peut comprendre un trou de fixation débouchant transversalement 122.2 ou 122.3 avec une section de passage inférieure à celle de la vis de fixation. La capacité de glissement de la vis de fixation 22.1 jusqu’à désengagement, lors du choc latéral du type poteau, sera alors dépendante non seulement du serrage initial réalisé par la vis de fixation 22.1 , à savoir les forces de friction au niveau de la fixation, mais aussi par la capacité de déformation de l’entretoise au niveau de la section de passage réduite. Cette configuration de l’entretoise 122.4 permet aux moyens de fixation entre le caisson 12 et le profilé longitudinal 10 d’absorber davantage une partie de l’énergie du choc latéral du type poteau avant de céder et désolidariser le caisson dudit profilé longitudinal. Similairement, le débouchement du trou de fixation 122.2 est avantageusement dirigé transversalement vers l’intérieur du véhicule automobile lorsque l’entretoise 122.4 est fixée au caisson 12. Le débouchement du trou de fixation 122.3 est avantageusement dirigé transversalement vers l’extérieur du véhicule automobile lorsque l’entretoise 122.4 est fixée à un des profilés longitudinaux 10.
Les entretoises 22.4 et 122.4 présentent avantageusement une épaisseur supérieure à celle des tôles constituant le profilé longitudinal 10 et le caisson 12, par exemple supérieure à 4mm et/ou inférieure à 10mm. Le matériau peut être de l’acier ou de l’aluminium. Ce dernier est particulièrement intéressant pour l’entretoise 122.4 dont le trou de fixation débouchant transversalement 122.2 ou 122.3 présente une section de passage inférieure à celle de la vis de fixation 22.1 , car présentant une capacité d’écrouissage plus importante. Il est entendu que les quatre modes de réalisation qui viennent d’être décrits peuvent être combinés entre eux. A titre d’exemple, les premier et deuxième modes de réalisation peuvent être combinés en alternance, c’est-à-dire avec des trous de fixation débouchant transversalement sur le caisson pour certaines vis de fixation et sur le profilé longitudinal pour d’autres vis de fixation. Aussi à titre d’exemple, les vis de fixation avec capacité à se rompre de manière privilégiée lors du choc latéral du type poteau peuvent être mises en œuvre avec chacun des premier, deuxième et quatrième modes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 .] Structure de véhicule automobile (4), comprenant :
- un plancher (6) avec deux bords longitudinaux ;
- deux profilés longitudinaux (10) s’étendant sous le plancher (6) ;
- deux profilés latéraux (8) s’étendant le long des deux bords longitudinaux du plancher (6) ;
- un caisson (12) contenant des batteries d’accumulateurs d’énergie électrique disposé sous le plancher (6) ; caractérisé en ce que le caisson (12) est fixé aux deux profilés longitudinaux (10) par des moyens de fixation (22) configurés pour céder en cas de choc latéral du type poteau.
[Revendication 2.] Structure de véhicule automobile (4), selon la revendication 1 , dans laquelle les moyens de fixation (22) comprennent des vis de fixation (22.1 ).
[Revendication 3.] Structure de véhicule automobile (4), selon la revendication 2, dans laquelle les vis de fixation (22.1 ) présentent chacune une zone d’affaiblissement (22.1 .4) apte à se rompre de manière privilégiée lors du choc latéral du type poteau.
[Revendication 4.] Structure de véhicule automobile (4), selon la revendication 3, dans laquelle la zone d’affaiblissement (22.1 .4) de chacune de vis de fixation (22.1 ) est une gorge adjacente à une tête (22.1 .1 ) de ladite vis de fixation.
[Revendication 5.] Structure de véhicule automobile (4), selon l’une des revendications 2 à 4, dans laquelle les moyens de fixation (22) comprennent, en outre, des trous de fixation débouchant transversalement (22.2, 22.3 ;
122.2, 122.3) dans lesquels s’engagent les vis de fixation (22.1 ), respectivement, chacun desdits trous de fixation débouchant transversalement (22.2, 22.3 ; 122.2, 122.3) étant apte à permettre un glissement suivi d’un désengagement de la vis de fixation correspondante (22.1 ) lors du choc latéral du type poteau.
[Revendication 6.] Structure de véhicule automobile (4), selon la revendication 5, dans laquelle les trous de fixation débouchant transversalement (22.3) sont formés sur les deux profilés longitudinaux (10), le débouchement étant dirigé transversalement vers l’extérieur du véhicule automobile.
[Revendication 7.] Structure de véhicule automobile (4), selon l’une des revendications 5 et 6, dans laquelle les trous de fixation débouchant transversalement (22.2) sont formés sur le caisson (12), le débouchement étant dirigé transversalement vers l’intérieur du véhicule automobile.
[Revendication 8.] Structure de véhicule automobile (4), selon la revendication 7, dans laquelle le caisson (12) comprend deux parois latérales (12.1 ) et des pattes de fixation (12.2) disposées le long desdites deux parois latérales, les trous de fixation débouchant transversalement (22.2) formés sur le caisson étant sur lesdites pattes de fixation (12.2).
[Revendication 9.] Structure de véhicule automobile (4), selon l’une des revendications 5 à 8, dans laquelle au moins un des trous de fixation débouchant transversalement (22.1 ; 122.2 ; 122.3) présente un débouchement avec une largeur effective inférieure au diamètre correspondant de la vis de fixation correspondante, de manière à ce que le désengagement de ladite vis de fixation provoque une déformation dudit trou de fixation débouchant transversalement.
[Revendication 10.] Structure de véhicule automobile (4), selon l’une des revendications 5 à 9, dans laquelle les moyens de fixation (22) comprennent au moins une entretoise (22.4 ; 122.4) formant au moins un des trous de fixation débouchant transversalement (22.2, 22.3 ; 122.2, 122.3).
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