FR2964623A3 - Procede de fixation d'une batterie electrique a un chassis d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Procédé de fixation d'une batterie électrique à un châssis d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - fournir la batterie électrique et fournir le châssis en interposant entre eux un moyen élastiquement déformable, - exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastiquement déformable et le moyen élastiquement déformable exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement, mettre en place un moyen de verrouillage bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastiquement déformable est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de fixation d'une batterie sur un véhicule automobile. Elle se rapporte aussi à un châssis d'un véhicule automobile présentant des moyens aptes à la mise en oeuvre du procédé de fixation. Elle se rapporte encore à une batterie électrique présentant des moyens aptes à la mise en oeuvre du procédé de fixation. Elle se rapporte enfin à un ensemble, tel qu'un véhicule automobile, comprenant un tel châssis et/ou une telle batterie électrique.
Certains véhicules automobiles, comme les véhicules électriques ou hybrides, comprennent une batterie d'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement. Du fait des autonomies de ces véhicules, il peut se révéler intéressant d'échanger cette batterie, contre une nouvelle batterie remplie d'énergie, lorsque le niveau d'énergie de la première est faible. Ceci peut être fait dans une station similaire à une station service dans laquelle on peut remplir un réservoir d'essence d'un véhicule automobile.
On connaît du document US 5 612 606 une station d'échange de batterie électrique d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule électrique et un procédé pour réaliser un tel échange. L'opération d'échange de batterie devant être effectuée dans un temps limité, il existe un besoin d'un dispositif de fixation de batterie sur un véhicule automobile qui soit simple, robuste, fiable et qui ne nécessite pas d'outillage complexe pour déposer et remonter la batterie. 25 Ainsi, le but de l'invention est de fournir un procédé de fixation d'une batterie sur un véhicule compatible avec les contraintes mentionnées précédemment. En particulier, l'invention propose un procédé de fixation simple, fiable et robuste permettant des démontages et des remontages 30 aisés et rapides de la batterie. MS\REN208FR.dpt.doc20 Le procédé selon l'invention permet de fixer une batterie électrique à un châssis d'un véhicule automobile. Le procédé comprend les étapes suivantes : fournir la batterie électrique et fournir le châssis en interposant entre eux un moyen élastiquement déformable, exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastiquement déformable et le moyen élastiquement déformable exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement, mettre en place un moyen de verrouillage bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastiquement déformable est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel.
Le moyen élastiquement déformable peut comprendre un ou plusieurs éléments solidaires du châssis et/ou un ou plusieurs éléments solidaires de la batterie électrique.
Dans la position relative dans laquelle la batterie électrique est bloquée par rapport au châssis, l'effort de rappel exercé par le moyen élastiquement déformable peut avoir une valeur comprise entre 1000 N et 2000 N.
Dans la position relative dans laquelle la batterie électrique est bloquée par rapport au châssis, le moyen élastiquement déformable peut être déformé d'une valeur comprise entre 2 mm et 8 mm par rapport à son état non-contraint. Le moyen élastiquement déformable peut comprendre un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal, et/ou un plot en matériau déformable, par exemple en matériau élastomère. MS\REN208FR.dpt.doc Selon l'invention, la batterie électrique est destinée à être fixée à un châssis d'un véhicule automobile. Elle comprend un moyen élastiquement déformable destiné à être déformé à l'interface batterie électrique - châssis lorsque la batterie électrique est montée sur le châssis.
Le moyen élastiquement déformable peut comprendre un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal, et/ou un plot en matériau déformable, par exemple en matériau élastomère.
La batterie électrique peut comprendre un premier élément de verrouillage destiné à coopérer avec un deuxième élément de verrouillage prévu sur le châssis, afin de bloquer le mouvement relatif de la batterie électrique rapport au châssis dû à l'effet de l'effort de rappel provoqué par déformation du moyen élastiquement déformable.
Selon invention, le châssis d'un véhicule automobile est destiné à recevoir une batterie électrique. Il comprend un moyen élastiquement déformable destiné à être déformé à l'interface batterie électrique - châssis lorsque la batterie électrique est montée sur le châssis. Le moyen élastiquement déformable peut comprendre un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal, ou un plot en matériau déformable, par exemple en matériau élastomère.
Le deuxième élément de verrouillage peut être destiné à coopérer avec un premier élément de verrouillage prévu sur la batterie électrique, afin de bloquer le mouvement relatif de la batterie électrique rapport au châssis dû à l'effet de l'effort de rappel provoqué par déformation du moyen élastiquement déformable. MS\REN208FR.dpt.doc L'invention porte encore sur un ensemble, en particulier un véhicule automobile et notamment un véhicule automobile électrique, comprenant : une batterie électrique définie précédemment, et un châssis, ou une batterie électrique et un châssis défini précédemment, ou une batterie électrique définie précédemment et un châssis défini précédemment.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un procédé de fixation selon l'invention. Les figures 1 à 4 sont des vues schématiques illustrant les principales étapes d'un mode d'exécution du procédé de fixation selon l'invention.
La figure 5 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un 15 moyen élastiquement déformable utilisé pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention.
La figure 6 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un moyen élastiquement déformable utilisé pour mettre en oeuvre le procédé 20 selon l'invention.
La figure 7 est une vue en coupe, perpendiculairement à l'axe 14, d'un mode de réalisation d'un premier élément de verrouillage.
25 La figure 8 est une vue en coupe, perpendiculairement à l'axe 14, d'un mode de réalisation d'un deuxième élément de verrouillage destiné à coopérer avec le premier élément de verrouillage.
Le véhicule automobile 1, représenté partiellement aux figures 1 à 4, 30 comprend principalement un châssis 2 et une batterie électrique 7 MS\REN208FR.dpt.doc10 notamment une batterie électrique d'alimentation d'un moteur d'entraînement du véhicule automobile.
La batterie électrique est destinée à être fixée au châssis. Par exemple, la batterie peut être fixée sous le châssis. Elle peut être implantée dans un logement accessible depuis le dessous du châssis du véhicule automobile. Dès lors, après mis en place de la batterie dans son logement, une partie inférieure de la batterie reste accessible par le dessous du véhicule, notamment par le dessous du châssis.
Le véhicule automobile comprend également un moyen élastiquement déformable 5 disposé à l'interface châssis - batterie électrique et un moyen 12 de verrouillage de la batterie électrique sur le châssis.
Le châssis 2 comprend une structure 3 à laquelle est fixée une platine 4. Cette platine est destinée à recevoir le moyen élastiquement déformable, ce dernier étant fixé à la platine ou destiné à venir en contact avec celle-ci lorsque la batterie électrique est fixée sur le châssis.
Le moyen de verrouillage comprend plusieurs éléments. Il comprend par exemple un premier moyen de verrouillage en liaison mécanique avec le châssis du véhicule automobile, comme par exemple un arbre 6 et un organe verrouillant 9. Cet arbre s'étend par exemple sensiblement verticalement vers le bas depuis le châssis du véhicule, selon un axe 14. Le moyen de verrouillage comprend également un deuxième moyen de verrouillage comme par exemple un trou 8 réalisé dans la batterie électrique 7. L'arbre est conformé de sorte qu'il puisse traverser le trou 8 et qu'après mise en place de l'organe verrouillant 9, l'arbre ne puisse plus ressortir de ce trou. Le premier élément de verrouillage doit faire partie de la batterie 7 ou, tout au moins, être en liaison mécanique avec la batterie et le deuxième MS\REN208FR.dpt.doc moyen de verrouillage peut être réalisé dans le châssis du véhicule automobile.
Dans un premier mode de réalisation du moyen de verrouillage, représenté aux figures 1 à 4, l'organe verrouillant consiste en une bague ou un écrou destiné à se fixer ou se visser sur l'arbre 6 et à venir en appui contre une face de la batterie électrique. Alternativement, l'arbre et l'organe verrouillant présentent des rainures et des pions destinés à venir dans ces rainures pour réaliser un système baïonnette. Dans ce mode de réalisation, une rotation de l'organe verrouillant par rapport à l'arbre 6 entraîne le déplacement de l'organe verrouillant par rapport à l'arbre 6 selon l'axe 14.
Dans un deuxième mode de réalisation du moyen de verrouillage, représenté aux figures 7 à 8, l'organe verrouillant 9a est solidaire de l'arbre 6. Il peut consister en une conformation de l'extrémité de l'arbre 6. Par exemple, un organe verrouillant peut consister en deux prolongements 41 s'étendant radialement à l'extrémité de l'arbre 6. Cet organe verrouillant est donc conformé pour coopérer avec un trou 51 réalisé dans la batterie électrique et présentant un profil complémentaire, c'est-à-dire un alésage rectangulaire. Les conformations de l'arbre et du trou sont telles que l'arbre peut pénétrer dans le trou et qu'après rotation de ceux-ci l'un par rapport à l'autre, par exemple d'un quart de tour, l'arbre ne peut plus ressortir du trou.
De préférence, un moyen de détection 13 de l'état de l'organe verrouillant, et donc du moyen de verrouillage, est prévu, par exemple sur le châssis. Ce moyen de détection peut consister en un simple interrupteur changeant d'état selon que l'organe verrouillant est dans une position verrouillée ou dans une position déverrouillée.
Le moyen élastiquement déformable est par exemple solidaire du châssis du véhicule automobile. Il peut alternativement être solidaire de la batterie MS\REN208FR.dpt.doc électrique. Alternativement encore, le moyen élastiquement déformable peut comprendre des éléments solidaires du châssis et d'autres éléments solidaires de la batterie.
Dans un premier mode de réalisation, représenté à la figure 5, le moyen élastiquement déformable 5a comprend au moins un plot 21 en matériau déformable comme un matériau élastomère. Ce plot est fixé à une coupelle 22 elle-même fixée à la batterie électrique ou au châssis. Le plot est par exemple fixé à la coupelle grâce à une forme tronconique 24 s'engageant dans un trou 23 prévu au fond de la coupelle.
Dans un deuxième mode de réalisation, représenté à la figure 6, le moyen élastiquement déformable 5b comprend au moins un ressort 33 comme un ressort hélicoïdal ou une ou plusieurs rondelles par exemple de type Belleville. Ce ressort prend appui au fond de deux coupelles 32 et 33 coulissant l'une dans l'autre. L'une des coupelles est destinée à être fixée à la batterie électrique ou au châssis, l'autre est destiné à venir en appui contre le châssis ou la batterie électrique.
Le premier mode de réalisation du moyens élastiquement déformables présentes plusieurs avantages : - son coût de réalisation est faible, - sa mise en oeuvre est aisée, - sa résistance à la corrosion est élevée.
Néanmoins, différentes contraintes, comme le risque de fluage, les variations de température, la dispersion de raideur et la durée de vie, sont respectés grâce à un choix judicieux du matériau utilisé pour réaliser les plots et/ou par un dimensionnement judicieux.
De préférence, pour une meilleure stabilité de la batterie lors de sa mise en place sur le châssis, le moyen élastiquement déformable comprend MS\REN208FR.dpt.doc plusieurs éléments élastiquement déformables tels que ceux représentés aux figures 5 et 6. Par exemple, il comprend deux éléments élastiquement déformables disposés de part et d'autre de l'axe 14. De préférence, les deux éléments sont disposés symétriquement par rapport à l'axe 14. Le moyen élastiquement déformable comprend de préférence plus de deux éléments élastiquement déformables, ces éléments étant par exemple disposés régulièrement sur un cercle centré sur l'axe 14.
L'invention porte encore sur un procédé de fixation de la batterie électrique au châssis du véhicule automobile. Un mode de réalisation d'un tel procédé est décrit ci-après. Un tel procédé est de préférence réalisé automatiquement ou semi - automatiquement par un système d'échange de batterie.
Dans une première étape, on fournit la batterie électrique et on fournit le châssis en interposant entre eux le moyen élastiquement déformable, comme représenté à la figure 1.
Dans une deuxième étape, on introduit l'arbre 6 du châssis dans le trou 8 20 prévu dans la batterie électrique.
Dans une troisième étape, on déplace la batterie électrique jusqu'à ce qu'elle et le châssis soient tous les deux en contact avec le moyen élastiquement déformable, comme représenté à la figure 2. Ce déplacement 25 est par exemple réalisé grâce à un premier outil 10 exerçant un effort, par exemple un effort sensiblement vertical, sur la batterie électrique devant être montée sur le véhicule automobile. De préférence, le premier outil vient exercer des actions mécaniques en vis-à-vis d'au moins certains éléments élastiquement déformables composant le moyen élastiquement déformable. 30 MS\REN208FR.dpt.doc Dans une quatrième étape, comme représenté aux figures 2 et 3, on exerce, par exemple grâce au premier outil 10, un effort F de rapprochement de la batterie électrique et du châssis. L'effort de rapprochement déforme le moyen élastiquement déformable et le moyen élastiquement déformable exerce en réaction un effort de rappel Fr sur le premier outil via la batterie, cet effort de rappel étant opposé à l'effort de rapprochement. On exerce aussi un effort de retenue du châssis ou de reprise pouvant être assuré par un point de fixation interne ou externe au mécanisme de fixation. En effet, plusieurs options sont possibles : - on peut reprendre les efforts à l'extérieur du mécanisme de fixation, directement sur le châssis, par exemple grâce à un moyen de reprise d'effort 100 représenté à la figure 3, ou - on peut reprendre les efforts à l'intérieur du mécanisme de fixation, par exemple grâce à un système de préhension de l'axe ou d'un point de liaison du mécanisme (non représenté).
Dans une cinquième étape, comme représenté à la figure 3, on met en place le moyen de verrouillage, en particulier l'organe verrouillant, grâce à un deuxième outil 11, de sorte que le moyen de verrouillage bloque, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastiquement déformable est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel. Par exemple, le deuxième outil permet de déplacer en rotation l'organe verrouillant, en particulier de le déplacer d'un quart de tour, pour le faire passer d'un état déverrouillé à un état verrouillé. Le deuxième outil 11 peut présenter une douille de clé ou toute autre contre-forme.
Dans une sixième étape, comme représenté à la figure 4, le premier outil et le deuxième outil peuvent être retirés. La batterie est alors retenue grâce à l'organe verrouillant, celui-ci reprenant les actions mécaniques Fr qu'exerce le moyen élastiquement déformable sur la batterie électrique. MS\REN208FR.dpt.doc Lorsque la batterie électrique est montée sur le châssis, l'effort de rappel exercé par le moyen élastiquement déformable a de préférence une valeur comprise entre 1000 N et 2000 N. Dans cette configuration, le moyen élastiquement déformable est déformé d'une valeur comprise entre 2 mm et 8 mm par rapport à son état non-contraint.
Lorsque la batterie électrique est montée sur le châssis, l'effort de rappel exercé par le moyen élastiquement déformable combiné au coefficient de frottement interface châssis - batterie électrique permet d'obtenir des efforts de frottement immobilisant la batterie électrique sur le châssis selon les directions parallèles à l'interface châssis - batterie électrique.
L'invention porte encore sur un procédé de dépose de la batterie électrique du châssis du véhicule automobile, la batterie électrique ayant été fixée au châssis par mise en oeuvre du procédé de fixation décrit précédemment. Un mode de réalisation d'un tel procédé est décrit ci-après. Un tel procédé est de préférence réalisé automatiquement ou semi - automatiquement par un système d'échange de batterie.
Dans une première étape, on exerce, par exemple grâce au premier outil 10, un effort F de rapprochement de la batterie électrique et du châssis. L'effort de rapprochement déforme le moyen élastiquement déformable et le moyen élastiquement déformable exerce, en réaction, un effort de rappel sur le premier outil via la batterie, cet effort de rappel étant opposé à l'effort de rapprochement. On exerce aussi un effort de retenue du châssis ou de reprise pouvant être assuré, comme vu précédemment, par un point de fixation interne ou externe au mécanisme de fixation.
Dans une deuxième étape, on désactive le moyen de verrouillage, en particulier l'organe verrouillant, grâce au deuxième outil 11, de sorte que le MS\REN208FR.dpt.doc moyen de verrouillage débloque, la batterie électrique par rapport au châssis, celle-ci se déplaçant alors vers le bas sous l'effet de l'effort de rappel et de son poids. Par exemple, le deuxième outil permet de déplacer en rotation l'organe verrouillant, en particulier de le déplacer d'un quart de tour, pour le faire passer d'un état verrouillé à un état déverrouillé.
Dans une troisième étape, on retire la batterie électrique, celles-ci reposant sur le premier outil 10.
Par « moyen élastiquement déformable », on entend tout moyen se déformant élastiquement sous l'effet d'un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis à l'exception d'un joint d'étanchéité. MS\REN208FR.dpt.doc

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS: 1. Procédé de fixation d'une batterie électrique (7) à un châssis (2) d'un véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : fournir la batterie électrique et fournir le châssis en interposant entre eux un moyen (5 ; 5a ; 5b) élastiquement déformable, exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastiquement déformable et le moyen élastiquement déformable exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement, mettre en place un moyen de verrouillage (12) bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastiquement déformable est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel.
  2. 2. Procédé de fixation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen élastiquement déformable comprend un ou plusieurs éléments solidaires du châssis et/ou un ou plusieurs éléments solidaires de la batterie électrique.
  3. 3. Procédé de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la position relative dans laquelle la batterie électrique est bloquée par rapport au châssis, l'effort de rappel exercé par le moyen élastiquement déformable a une valeur comprise entre 1000 N et 2000 N.
  4. 4. Procédé de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la position relative dans laquelle la batterie électrique est bloquée par rapport au châssis, le moyen élastiquement MS\REN208FR.dpt.doc 12déformable est déformé d'une valeur comprise entre 2 mm et 8 mm par rapport à son état non-contraint.
  5. 5. Procédé de fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen élastiquement déformable comprend un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal (33), et/ou un plot (21) en matériau déformable, par exemple en matériau élastomère.
  6. 6. Batterie électrique (7) destinée à être fixée à un châssis (2) d'un véhicule automobile (1), caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen (5 ; 5a ; 5b) élastiquement déformable destiné à être déformé à l'interface batterie électrique - châssis lorsque la batterie électrique est montée sur le châssis.
  7. 7. Batterie électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen élastiquement déformable comprend un ressort (33), par exemple un ressort hélicoïdal, et/ou un plot (21) en matériau déformable, par exemple en matériau élastomère.
  8. 8. Batterie électrique selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier élément de verrouillage (51) destiné à coopérer avec un deuxième élément de verrouillage (6, 41) prévu sur le châssis, afin de bloquer le mouvement relatif de la batterie électrique rapport au châssis dû à l'effet de l'effort de rappel provoqué par déformation du moyen élastiquement déformable.
  9. 9. Châssis (2) d'un véhicule automobile (1) destiné à recevoir une batterie électrique (7), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (5 ; 5a ; 5b) élastiquement déformable destiné à être déformé à l'interface batterie électrique - châssis lorsque la batterie électrique est montée sur le châssis. MS\REN208FR.dpt.doc
  10. 10. Châssis selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen élastiquement déformable comprend un ressort (33), par exemple un ressort hélicoïdal, ou un plot (21) en matériau déformable, par exemple en matériau élastomère.
  11. 11. Châssis selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième élément de verrouillage (6, 41) destiné à coopérer avec un premier élément de verrouillage (51) prévu sur la batterie électrique, afin de bloquer le mouvement relatif de la batterie électrique rapport au châssis dû à l'effet de l'effort de rappel provoqué par déformation du moyen élastiquement déformable.
  12. 12. Ensemble, en particulier un véhicule automobile (1) et notamment un véhicule automobile électrique, comprenant : une batterie électrique selon l'une des revendications 6 à 8, et un châssis, ou une batterie électrique et un châssis selon l'une des revendications 9 à 11, ou une batterie électrique selon l'une des revendications 6 à 8 et un 20 châssis selon l'une des revendications 9 à 11. MS\REN208FR.dpt.doc
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