FR3000920A1

FR3000920A1 - Module plat de chassis a longerons pour vehicule electrique equipe de batteries sous caisse

Info

Publication number: FR3000920A1
Application number: FR1350253A
Authority: FR
Inventors: Christian Gros
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-07-18
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: FR3000920B1

Abstract

Ce module plat (30) de châssis pour véhicule électrique équipé de batteries sous caisse comporte deux longerons (10) latéraux supportant en-dessous un bac de batteries et réalisés par des profilés extrudés en aluminium, le profilé ayant au moins dans une partie notable de sa longueur une section générale en L définissant une pluralité de caissons accolés latéralement (11, 12, 13) pour former l'aile horizontale du L, au moins une épaisseur des parois desdits caissons accolés latéralement (11, 12, 13) augmentant entre le caisson le plus extérieur (11) et les caissons voisins (12, 13) de manière à offrir une bonne protection au choc latéral.

Description

Module plat de châssis à longerons pour véhicule électrique équipé de batteries sous caisse La présente invention concerne un module plat de châssis à 5 longerons pour véhicule électrique équipé d'une batterie sous caisse. On connaît par le document JP10129277 un véhicule électrique équipé d'une batterie sous caisse. Le châssis du véhicule comporte un module central plat, formé de deux longerons profilés en caissons d'acier et reliés par une ou des traverses ; un système de bac est suspendu sous les 10 longerons pour recevoir des éléments de batteries. Le bac de batteries est fixé aux longerons par des boulons coopérant avec des écrous disposés dans le caisson des longerons, sur leur face inférieure. Le module plat de châssis est complété à l'avant et à l'arrière par une partie modulaire avant de châssis et par une partie modulaire de châssis arrière inclinées vers le haut. 15 Dans le cadre du développement de quadricycles lourds (de masse inférieure à 750 kg) avec propulsion électrique, on souhaite réaliser un châssis en aluminium, plus léger que l'acier. La résistance de l'aluminium étant inférieure à celle de l'acier, il convient de repenser la conception du châssis et notamment de ses longerons pour lui permettre d'assurer 20 l'intégrité du bac de batteries en cas de chocs, en particulier de choc latéraux. Tel est le but de l'invention. L'invention atteint son but grâce à un module plat de châssis de véhicule électrique équipé de batteries sous caisse, le module plat de châssis comportant deux longerons latéraux rectilignes distincts écartés l'un de 25 l'autre et reliés par au moins une traverse, un bac de batteries étant disposé entre et sous les deux longerons pour supporter des batteries, les longerons étant réalisés par des profilés métalliques, caractérisé en ce que les longerons sont réalisés par des profilés extrudés en aluminium, le profilé ayant au moins dans une partie notable de sa longueur une section générale 30 en L définissant une pluralité de caissons accolés latéralement pour former l'aile horizontale du L dirigée vers l'extérieur, au moins une épaisseur des parois desdits caissons accolés latéralement étant différente entre le caisson le plus extérieur et son caisson voisin. Il est en effet possible dans le cadre d'une extrusion d'un profilé 35 d'aluminium de régler les diverses épaisseurs de paroi à des valeurs différentes et d'obtenir un profilé qui corresponde mieux aux attentes en terme de résistance et d'inertie qu'un profilé classique à épaisseur de paroi constante. Avantageusement, l'épaisseur différente est inférieure dans le caisson le plus extérieur. Avantageusement, l'épaisseur de paroi croît sur les trois premiers caissons accolés latéralement depuis le caisson le plus extérieur. Avantageusement, l'épaisseur de paroi croissante est l'épaisseur d'au moins une des parois horizontales dudit caisson, de préférence des deux parois horizontales. Ces caissons latéraux servent de moyens d'absorption latéraux de rigidité différente, et avantageusement croissante de l'extérieur vers l'intérieur, en cas de chocs poteaux et latéraux réglementaires, afin de protéger les éléments de batteries situés en partie centrale, sous caisse.

Avantageusement, au moins certains caissons comportent des surépaisseurs sur une de leur parois ou dans un angle entre parois, ces surépaisseurs étant formées de préférence lors de l'extrusion elle-même du profilé. Le module plat de châssis selon l'invention est facile à fabriquer et à 20 stocker par empilement. Il doit être complété par un module avant incliné regagnant la hauteur nécessaire à laquelle la partie avant de châssis doit assurer la résistance aux chocs poteaux frontaux. Le module avant de châssis peut être boulonné et/ou soudé au module plat central de l'invention. Avantageusement, le module plat de l'invention sert directement de 25 partie arrière de châssis, sans l'adjonction d'un module arrière. Cette partie arrière de châssis peut notamment être marquée par le recoupage des ailes horizontales en caissons des longerons de manière à libérer les passages de roues arrière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la 30 description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective de trois quarts d'un longeron gauche de module de châssis conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en bout de l'arrière du longeron de la figure 35 1.

La figure 3 est une vue en demi-coupe schématique du module plat de châssis de l'invention incorporant le longeron de l'invention. La figure 4 est une vue en perspective de trois quarts du module de châssis de l'invention incorporant les deux longerons de l'invention.

On a rappelé dans les figures le trièdre de référence orthonormé traditionnel X, Y, Z des directions respectivement longitudinale dirigée vers l'arrière du véhicule, transversale dirigée vers la droite du véhicule, et verticale dirigée vers le haut du véhicule. Les deux longerons 10 de l'invention sont réalisés par des profilés 10 rectilignes extrudés en aluminium formant sur une partie notable de leur longueur (la partie A, figure 1) une section sensiblement en L à aile horizontale et aile verticale. L'aile horizontale est dirigée vers l'extérieur du châssis. La partie A correspond longitudinalement à l'endroit où est placé le bac de batteries. L'aile horizontale est formée de trois caissons accolés 15 latéralement, respectivement 11, 12, 13, depuis l'extérieur du véhicule jusque vers l'intérieur (côté batterie). Les trois caissons 11, 12, 13 s'étendent sur toute la longueur A et viennent s'accoler sur l'aile verticale formée de deux caissons superposés 14, 15 et dépassant en longueur l'aile horizontale 11, 12, 13 d'une valeur B. La figure 1 montre que le caisson 20 inférieur 14 de l'aile verticale dépasse encore un peu vers l'arrière le caisson supérieur 15 d'une courte longueur C. Comme le longeron est extrudé sur toute la longueur A+B+C, les différences de longueur de certain caissons sont obtenues par recoupage après extrusion. La figure 2 montre que les caissons 11, 12, 13 de l'aile horizontale 25 du longeron ont des faces supérieures d'épaisseur respective el 1, e12, e13 qui, selon l'invention, sont croissantes de l'extérieur vers l'intérieur, et sont par exemple respectivement de 2,25 mm, 2,75 mm et 3,25 mm. Il en est avantageusement de même des épaisseurs des faces inférieures des caissons 11, 12, 13. L'aile verticale formée des caissons 14, 15 peut avoir une 30 épaisseur autre, par exemple 3 mm, avec la possibilité d'obtenir par extrudage, une surépaisseur en certains endroits comme sur la zone 16 correspondant à un renflement de la paroi verticale intérieure du caisson 15. Par ailleurs, il est possible par extrusion d'avoir des rayons de courbure différents dans les angles internes 28 et les angles externes 29 des caissons, 35 de sorte qu'on peut apporter le long des angles de certains caissons un supplément de matière qui donne des propriétés intéressantes en termes d'inertie du profilé et de résistance à la compression ; ce supplément de matière est également intéressant pour effectuer des soudures en extrémité de profilé avec des traverses.

Le caisson inférieur 14 comprend un relief de blocage 17 formé par des nervures ou une partition horizontale partielle qui sert à définir le logement 19 d'un ou plusieurs écrous d'acier 18 destinés comme on le verra plus loin à la fixation du bac de batteries 20. Ces écrous 18 peuvent être enfilés longitudinalement dans le caisson profilé 14 où ils sont guidés longitudinalement et bloqués verticalement par le relief de blocage 17. La figure 3 montre le détail de la fixation du bac de batterie 20 et de son couvercle 21. L'un et l'autre comprennent des brides latérales horizontales 22, 23 superposées qui peuvent venir se fixer, avec interposition de garnitures élastiques, sous la face inférieure du caisson 14, 15 grâce à des boulons d'acier 24 qui coopèrent avec les écrous prisonniers 18. Le bac 20 reçoit des modules 25 de batteries, supportés sur le fond du bac par des profilés 26. La face supérieure du caisson supérieur 15 de l'aile verticale reçoit directement ou indirectement le plancher 27 du véhicule.

20 La figure 4 montre la formation du module plat de châssis 30 à partir de deux longerons symétriques 10 dont les caissons accolés 11, 12, 13 forment les ailes latérales d'épaisseur croissante de l'extérieur vers l'intérieur. Sur cette figure 4, on n'a pas représenté le bac de batterie situé entre les longerons au niveau des ailes latérales. En revanche, on a 25 représenté des traverses qui relient les deux longerons 10. Ces traverses peuvent être des traverses d'extrémité comme la traverse avant 31 solidement fixée à l'avant de tous les caissons grâce à des soudures et/ou des plaques de liaison non détaillées, ou la traverse arrière 32 fixée aux caissons 15 au niveau de la partie C, ou encore les traverses intermédiaires 30 arrière 33, 34 qui peuvent relier les faces intérieures des ailes verticales, ainsi que les traverses intermédiaires avant 35, 36, plus minces et disposées sur des consoles 37 des faces intérieures des ailes verticales, à l'endroit du bac de batteries. Au niveau de la poutrelle intermédiaire 34, des extensions transversales 38 ferment solidement les caissons 11, 12, 13 et peuvent servir 35 à la fixation en sous-face de supports 39 de palier de train arrière. Les extensions 38 sont à section caissonnée en L de manière à offrir une grande rigidité dans cette partie du châssis soumise à des efforts importants lors du freinage et des virages du véhicule. La traverse avant 31 peut servir au boulonnage ou au soudage du module avant complémentaire de châssis, non représenté. Dans un exemple typique de réalisation, le module plat de caisson 30 fait 2,30 m de long sur 1,20 m de large et a une hauteur d'environ 10 cm. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Module plat (30) de châssis de véhicule électrique équipé de batteries sous caisse, le module plat (30) de châssis comportant deux longerons (10) latéraux rectilignes distincts et écartés l'un de l'autre et reliés par au moins une traverse (31-36), un bac (20) de batteries (25) étant disposé entre et sous les deux longerons (10) pour supporter des batteries (25), les longerons (10) étant réalisés par des profilés métalliques, caractérisé en ce que les longerons (10) sont réalisés par des profilés extrudés en aluminium, le profilé ayant au moins dans une partie notable (A) de sa longueur une section générale en L définissant une pluralité de caissons accolés latéralement (11, 12, 13) pour former l'aile horizontale du L, dirigée vers l'extérieur, au moins une épaisseur (ell, e12, e13) des parois desdits caissons accolés latéralement (11, 12, 13) étant différente entre le caisson le plus extérieur (11) et son caisson voisin (12).
2. Module plat (30) de châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur différente (el l) est inférieure dans le caisson le plus extérieur (11).
3. Module plat (30) de châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi (ell, e12, e13) croît sur les trois premiers caissons (11, 12, 13) accolés latéralement depuis le caisson le plus extérieur (11).
4. Module plat (30) de châssis selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi croissante (el 1, e12, e13) est l'épaisseur d'au moins une des parois horizontales dudit caisson, de préférence des deux parois horizontales.
5. Module plat (30) de châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins certains caissons comportent des surépaisseurs (17 ; 28, 29) sur une de leur parois ou dans un angle entre parois.
6. Module plat (30) de châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est complété à l'avant par un module avant incliné.
7. Module plat (30) de châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il sert directement de partie arrière de châssis, sans l'adjonction d'un module arrière, grâce à un recoupage à l'arrière des ailes horizontales (11, 12, 13) en caissons des longerons (10).